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降低消防員燒燙傷風險——這款消防服內建「溫度感應器」,提供警示讓救火更安全

2020.03.30
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社企流/編譯:高捷

每年有成千上萬的消防員在執行救火任務時燒傷,即便他們有著嚴格訓練以及防護措施,但在燃燒的火場與建物中,仍有些危險難以避免。

多數消防員的裝備在一定高溫下具有耐熱、防火等功能,但隔熱層也使得消防員無法感受身邊環境的溫度、減弱身體的疼痛感,導致腎上腺素降低,有時甚至消防員完全沒有意識下就被大火吞噬。現在透過內置的感應器,一套新的救火裝備可以提醒消防員高溫可能帶來的危機。

這套裝備由法國巴黎消防部門率先使用,作為歐洲最大、世界第三大的消防部門,約有 8500 名消防員,他們向紡織供應商表示由於消防員常遭受二級燒傷,盼能透過改良服裝設計改善這個問題。

於是,比利時新創中心「 IMEC 」、根特大學( Ghent University )、電子硬體公司「 Connect Group 」便攜手,將電子溫度感應器用於紡織品上,用導電紗織代替傳統的電子佈線,塗層使電子設備可以抵抗污染如消防員的汗水,而服裝系統的電池裝在可以防高溫的外殼下。(同場加映:偵測到煙霧就出動!「滅火機器人」可於一分鐘內速抵現場,自動撲滅火苗以免火勢延燒

當消防員穿上這套服裝時,如遇被燒傷的危險,系統就會在靠近脖子處的揚聲器發出警告訊號。感應器若在內層測到溫度約為攝氏 60 度時,表示熱能已經開始穿透防護衣。 Imec 的工作人員 Frederick Bossuyt 表示,當服裝發出嗶嗶聲時,消防員就會知道有危險,並接著做出決定要留在火場或是撤離。 Bossuty 也提到,雖然這個概念看似淺顯易懂,但在技術上有一定的複雜性,因為市面上還沒有這種由感應器結合紡織的衣服,法規上也缺乏相關規範。

研發工程師 Vera De Glas 則表示,在服裝設計上,感應器本身也需要能承受高溫,同時因為服裝需要清洗,感應器也要能防水。而由於消防員著裝時需要非常迅速,因此感應器也不能妨礙著裝。

測試原型除了需要符合歐洲防護服的標準,Vera De Glas 也提到她正在研擬電子紡織品的嚴格標準,這樣才可以製作出最安全的服裝,因為這些服裝的用途是避免危險與死亡。設計團隊針對測試原型做了兩次的嚴格測試,透過暴露在攝氏 1200 度的環境下,感應器依然能正常運作且沒有額外其他的風險或問題。

根據巴黎消防隊員的需求,這個防護服系統還需要可以在不用拆卸電子零件的狀況下清洗,因為拆卸過程會影響消防員的準備速遞。但目前這個需求還沒有被解決,研究人員也已經進入第二階段研發,重點即是可清洗性的提升,預計 2023 年可以達到目標。(同場加映:將你的體溫化為電力?穿上這款 T-shirt,變身「自產電超能力者」

Vera De Glas 認為,這類電子紡織品除了用於消防員,未來也可以投入醫療衛生領域、潛水服裝,尤其在水中救援時,寒冷的水溫也會帶來危險性。防護服本身也可以蒐集更多熱能等相關數據,以研究更多火場中的資訊。 Bossuyt 更強調,未來這類具備感應器的服裝將會是消防員常規服裝的必備條件。

核稿編輯:李沂霖

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食物過期就不能吃?歐洲科學團隊推出「嗅覺芯片」感應壞掉食物,降低浪費問題

2020.03.27
合作轉載

為了減少食物浪費,比利時與法國科學家團隊共同開啟「Terafood」計畫,要開發出一種可以置於食品包裝內的感測器,藉由檢測食物分解時產生的揮發性有機化合物,去判斷食物是否還能食用,以避免受限於有效期限標示而造成的浪費。

食力/文:黃敬翔

當你需要判斷一個保鮮膜包裝的肉盤是否還能食用時,你會打開保鮮膜從肉的外觀、味道做檢查,還是包裝上的「有效期限」顯示過期了就直接丟棄?在超市等零售通路,一旦食品過期了,依照規定就只能直接丟棄,也衍生出非常嚴重的食物浪費現象。

全球有 13 億噸食物遭丟棄,包含許多仍可吃卻因為有限期限到期而被丟棄者

聯合國糧食及農業組織(FAO)統計,全球每年生產的食物中有 1/3 遭到丟棄,約有 13 億噸,其中有很多食物明明還可以吃卻因為有效期限到期而遭丟棄。

為了減少此種現象,比利時與法國科學家團隊於 2017 年共同開啟了一項名為「Terafood」的研究項目,要開發出一種可以置於食品包裝內的感測器,藉由檢測食物分解時產生的揮發性有機化合物,去判斷食物是否還能使用。2020 年,他們取得了初步結果,並表示有望在 5 年內實際用於工業用途。

(來源:Terafood

在歐盟,每年有近 900 億公斤的食物被扔掉,其中很大部分是因為食物被放到過期而導致。

齊聚食品、微生物學、電子技術等專業!比利時、法國專家開發檢測感應器

當食物開始腐敗時,會產生揮發性的酸、醛、醇、胺等揮發性有機化合物,「Terafood」的計畫就是要開發出可以感測到這些化合物的小型感測器,且成本低廉、能放置在包裝上。參與此項目的比利時根特大學(Universiteit Gent)微生物專家 Lotta Kuuliala 表示:「我們使用微生物學方法檢查食品中微生物的成長狀況,再使用化學方法確定揮發性化合物之濃度,從氣味中獲取食物更多的訊息。」

不過,要達成這項計畫的目的,需要更多領域專家的投入。根特大學食品微生物學教授 Frank Devlieghere 解釋道,這是一項橫跨多學科的研究,「需要有食品與食物變質的專家、也需要有能製造出關鍵小型感測器的人員。」

因此,Terafood 項目實際上由法國里爾(Lille)的「法國國家科學研究中心(CNRS)」微電子與奈米技術研究所(IEMN)居中協調,位於法國的感測器公司「VMicro SAS」、敦克爾克的濱海大學(Université du Littoral Côte d’Opale)、比利時的根特大學與農業科技公司 Flanders’ FOOD 則共同參與其中。此外,該研究也取得了歐洲發展基金(European Development Fund)支持,獲得了總投資 200 萬歐元的研究資金。

如何不靠實驗室就讀取感測到的數據?最大難題有待突破!

這項為期 4 年的項目,從 2017 年開始至今,已經取得了初步的結果。項目協調人 Mathias Vanwollegleghem 指出,雖然開發能夠「嗅探」各種食物的感測器花費了一些時間,但是作為一項從沒人嘗試過的技術,已經獲得很大的成功。CNRS 的微電子與奈米技術研究所成功開發出關鍵的微型感測器,原物料則採用易取得的「矽」,不過現階段遇到了一個障礙。

目前,感測器紀錄到的數據只能靠笨重的實驗室器材來讀取,但科學家仍在持續努力突破。微電子與奈米技術研究所負責人 Marc Faucher 表示,等開發完全結束後,將包含遠程查詢的功能,使用手機應用程序就可以讀取食物是否仍可安全食用。

感測器 5 年內有望商業化運用

Mathias Vanwollegleghem 表示,不久後即將正式開始測試感測器在食品包裝內的功能表現,並預計 2020 年夏季將對外證明這項新技術的可行性。此外,科學家們也認為,該感測器有可能在 5 年內開始運用在商業用途上。

在日常生活中,許多人習慣於依賴「有效期限」來判斷食物是否可以使用,但很多時候有效期限其實代表的是最佳賞味期,過度依賴反而導致很多食物白白被浪費。「Terafood」能否順利終結這樣的食物浪費現象?與其等待研究完成、開始商業化使用的那一天,不如先從消費者拋棄「有效期限」迷思開始做起!

全文轉載自食力,原文標題:明明還可以吃,卻因過期而遭丟棄!歐洲科學家開發「嗅覺芯片」來對抗食物浪費

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