众所周知，空气污染危害我们的健康。其中，发电厂和工厂产生的硫、氮氧化物被臭氧或羟基自由基等氧化剂氧化后，会成为酸性悬浮物。实验证明，酸性悬浮物会令肺部受损，甚至提高人类的死亡率。在酸性悬浮物中，小于100纳米的称为「酸性超细粒子」，它们除了有碍健康外，也会影响气候和能见度。虽然如此，针对酸性超细粒子的科学研究却寸步难行，相关文献寥寥无几，全因这些粒子又小又轻，过去一直没有测量相关浓度的方法。为此，土木及环境工程学系的郭海教授带领团队研发大气酸性超细粒子监测器。该设备可准确地读取空气中酸性超细粒子的浓度，为有关它们对气候和人类健康影响的研究奠定稳固的基础。
缺乏相关浓度安全标准
酸性超细粒子不仅损害人类健康，在环境上，它们会降低能见度，影响视野，也可能会对气候系统产生影响。这些极小、极轻的粒子在空气中悬浮，成为水蒸气依附的对象，而且酸性会增加其对水分的吸引力。被水包住的粒子会把光线散射，像雾一般降低能见度。尽管酸性超细粒子会影响健康和气候，但由于缺乏可靠、准确的量度方法，社会上并未有相关的浓度安全标准。郭教授说：「因此，我们先要开发测量粒子浓度的设备，为科研人员提供恒定的指标，让他们建立更多数据，然后才能深入了解酸性超细粒子与人类健康和气候之间的关系。换句话说，我们的发明是一个全新研究领域的基础和开端。」
大气酸性超细粒子监测器
大气酸性超细粒子监测器由一个扩散采样器、一个轻型气泵及多个石英晶体微天秤检测器组成。石英晶体微天秤位于扩散采样器内部，轻型气泵会带动空气以平均的速度穿过采样器，以便当中的微天秤尽量收集超细粒子。郭教授解释道：「我们可把石英晶体微天秤理解为敏感度极高、能够量度纳米粒子重量的磅。微天秤的石英晶体振荡器本以特定的频率振动，落在微天秤上的粒子会改变此频率，如要计算每个粒子的重量，我们只需量度频率的变化便可。」换言之，只要记下频率及重量的整体变化，便能计算粒子的数量。
为了把非酸性及酸性粒子分开，团队在微天秤上加上一层纳米金属镀膜，令酸性粒子牢牢附在其上，非酸性粒子则不受影响。然后，大气酸性超细粒子监测器会用超声波和有机溶剂把微天秤上的非酸性颗粒去除，剩下酸性粒子。这时，只需再量度频率的变化，即可计算出大气酸性超细粒子的浓度数值。
2019年11月，大气酸性超细粒子监测器于德国纽伦堡举行的第七十一届国际创意、发明及新产品展（iENA）中，荣获金奖及特别优异奖。
