進入了12月，我國北方地區基本全部入冬，生活在多個大中型城市的北方居民，大都習慣了
“一步登仙”的境界——走出屋門，舉目四望，屋宇樓房都被籠罩在茫茫霧霾中。這一日常“景觀”，其實早就成了生活裡的“潛伏殺手”。
2013年，“霧霾”一詞成為年度關鍵詞，百姓開始將焦點投射在它身上。同年，美國NASA地球觀測站公佈一幅地圖，展示了1850年至2000年之間全球各地區PM2.5濃度變化和致死人數情況，顏色越深，表明該地區空氣汙染平均死亡率越高。緊接著，美國學者發表聲明，稱全世界每年因為有毒空氣汙染物PM2.5死亡的人數達210萬。而眾所周知，PM2.5正是造成霾的最主要元兇之一。
健康與環境的警鐘齊鳴，為了不被“霾葬”，防治“戰爭”迫在眉睫，而最首要也是最重要的就是全面剖析瞭解“敵人”。在這一方面，西安交通大學微納中心單智偉教授帶領的研究團隊一直走在領域前沿。
對霾顆粒物的研究屬於微納尺度
PM2.5，是指環境空氣中空氣動力學當量直徑小於等於2.5微米的顆粒物。那麼微米是什麼？團隊成員劉博宇博士形象地解釋道，1微米即千分之一毫米，人一根頭髮絲的直徑約為數十微米。往更小了說，還有納米，1納米又是千分之一微米。該團隊主攻領域就是“微納尺度”下的研究，相當於在比一根頭髮絲還要小几十、甚至上百倍的空間裡開展的研究。
霾中含有重金屬；部分顆粒物比鋼鐵還硬
西安一直以來是受霧霾汙染最為嚴重的城市之一，網友戲言稱西安可以拍一部《舌尖上的霧霾》紀錄片，因此，收集研究對象對交大團隊來說不算難事。前期，成員們在西安街頭四處採集霧霾顆粒，通過觀察檢測，發現其中除了許多形狀不規則的顆粒外，還有很多球形顆粒；而且每個地方霾顆粒物的成分有所不同，不僅包含碳、氧等無機物成分，還有鉻、鐵、鋁、鉛等金屬成分，其中有很大一部分屬於重金屬。
霾顆粒物的極小尺寸，使得對其力學性能的評估一直是個難題。交大團隊利用微納米力學測試儀器，對球形霾顆粒物進行了系統的力學測試。結果表明，相當一部分的霾顆粒物，在極高的外力作用下都壓不碎，甚至比鋼鐵還要硬，其壓縮強度足以使大多數工業用合金產生摩擦磨損。
而同時，霾顆粒物超小的身軀使它們能隨空氣自由遊走，不僅可以通過呼吸道抵達人體肺部，引起呼吸系統疾病，嚴重威脅人類身體健康；還很容易進入精密設備，諸如軸承、活塞等滑動部件的間隙，損害其工作狀態和壽命，在外界腐蝕性灰霾氣溶膠的幫助下，這一磨損過程還可能會加速進行。
相關成果填補了霾顆粒物力學性質研究的空白
以上相關研究結果以“In situ study of the mechanical properties of airborne haze particles”為題在線發表在2015年出版的《中國科學：技術科學》英文版，相關研究內容被選作該期的雜誌封面。該項工作還得到中國國家自然科學基金、973項目、111項目等資助。相關研究成果填補了霾顆粒物力學性質研究的空白，對霾危害的防治具有重要的指導意義。
目前，西安交通大學微納中心單智偉教授團隊已與西安市環境監測站建立了緊密合作關係，針對大氣汙染在霾顆粒物源解析、汙染防治以及空氣淨化等領域作進一步的研究與合作。期待今後，我們不再收到“減少戶外活動，外出時佩戴口罩”的溫馨提示，抬頭可見那片湛藍澄澈的天空。
延伸閱讀
單智偉教授，西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室副主任、材料科學工程學院院長，教育部“長江學者”特聘教授，國家傑出青年基金獲得者，人社部百千萬人才工程入選者，亞太材料科學院院士。1996年畢業於吉林大學；1999年在中國科學院金屬研究所獲碩士學位；2001年赴美就讀美國匹茲堡大學機械工程系並於2005年獲博士學位。2010年正式加入西安交通大學，籌建創立“微納尺度材料行為研究中心”。該團隊成員大都來自西安交大材料科學與工程學院，包括王章潔、田琳、劉博宇和汪承材等人。
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（部分來源：西安交通大學新聞網、環球網、煙臺晚報）
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