L'exposition aux particules (PM) a été associée à des effets nocifs sur la santé. Une grande partie de ces particules est constituée de matériaux volatils ou semi-volatils, comme les émissions générées par la cuisson, automobiles et produits du tabac. La dynamique du processus d'évaporation de ces particules volatiles est un domaine de recherche actif depuis le 19ème siècle. Cependant, les méthodes de mesure existantes sont soit à faible débit, soit incapables de fournir une mesure directe de la volatilité des particules.

Une équipe d'ingénieurs de l'UCLA et de scientifiques en santé environnementale a créé une nouvelle méthode capable de mesurer directement la volatilité des particules à l'aide d'un microscope portable alimenté par l'apprentissage en profondeur. Le système de mesure des particules volatiles de l'équipe de l'UCLA est basé sur un dispositif de surveillance de la qualité de l'air économique et mobile qui enregistre des images holographiques d'aérosols capturés sur un tampon d'échantillonnage collant transparent. Ces hologrammes acquis sont ensuite reconstruits rapidement à l'aide d'un réseau de neurones profonds pour imager dynamiquement le processus d'évaporation des aérosols et mesurer leurs constantes de volatilité.

Dans leur récent manuscrit publié dans Capteurs ACS , un journal de l'American Chemical Society, les chercheurs ont appliqué ce système de mesure de la volatilité pour caractériser les aérosols générés par les cigarettes électroniques (e-cigs). Les cigarettes électroniques ont attiré l'attention du monde entier, principalement en raison de leur popularité sans précédent au cours de la dernière décennie chez les adolescents et les jeunes adultes n'ayant jamais fumé. L'utilisation d'une e-cig génère un aérosol inhalable en chauffant et en vaporisant un liquide spécial (également appelé e-liquide), qui utilise généralement du propylène glycol et de la glycérine végétale comme solvants pour diluer la nicotine et les composés aromatisants. L'équipe de l'UCLA a révélé une corrélation négative entre la volatilité des particules générées par l'e-cig et la concentration de glycérine végétale dans l'e-liquide. Par ailleurs, l'ajout d'autres produits chimiques, tels que la nicotine et les composés aromatisants, réduit la volatilité globale des aérosols générés par les cigarettes électroniques.

"Le dispositif présenté peut nous aider à mieux examiner le comportement dynamique des aérosols d'e-cig à haut débit, fournissant potentiellement des informations importantes pour l'évaluation de l'exposition à l'e-cig via, par exemple, vapotage d'occasion. Cette nouvelle méthode peut également être largement appliquée pour caractériser rapidement d'autres types de particules volatiles, " a déclaré le Dr Aydogan Ozcan, le Chancellor's Professor of Electrical and Computer Engineering à l'UCLA et directeur associé du California NanoSystems Institute, qui est l'auteur principal correspondant de l'ouvrage.