团队在救援现场查看设备探测数据。受访者供图

■本报记者 严涛 通讯员 王格

“救援结束后我们才知道，当时我们站的地方是老百姓的屋顶。”半年多前，甘肃积石山地震引发次生灾害。回忆当时的救援情景时，程鹏飞依旧心绪难平。

不久前，西安电子科技大学空间科学与技术学院收到一封来自青海省消防救援总队的感谢信，信中特别提到了该校副教授程鹏飞团队研发的“埋压人员痕量气体标记物探测技术装备”。据介绍，该装备能够在救援现场精准探测到生命的迹象，其精确度好比在一个标准足球场上找到一枚1元硬币。

程鹏飞一直从事气体探测技术的研发，他告诉记者，通过对这些看似极难捕捉的气体的检测，寻踪觅迹、抽丝剥茧，辅以信息技术手段的分析，便可发现气体中隐藏的“秘密”。

从市场需求反推科研方向

2014年，程鹏飞从吉林大学毕业，来到西安电子科技大学任教。研究探测及信号感知的他，一直在探索自身研究领域与市场需求的契合点。

“2020年，我带着学生做了一个叫‘城市嗅觉-城市空气质量监测系统’的项目，拿到了‘挑战杯’中国大学生创业计划竞赛全国铜奖，河北省生态环境厅看到这个项目后主动找我们合作。”通过这次比赛，程鹏飞似乎找到了这个契合点。

2021年7月，在学院的支持下，程鹏飞组建起一个由8名教师、12名在校研究生组成的智能探测与感知团队。从材料、传感器设计到信号识别、数据分析，他们自主研发气体探测设备。

“我们的设备有两个优点，一是精准，传统小型化监测设备只能测出醇类、烷类、烃类，我们可以测出具体是甲醇还是乙醇；二是方便，相比建监测站，我们的设备用无人机搭载就可以去现场测，并且可以完成指定区域的气体检测。”程鹏飞介绍说。

正因为这些小而精的优势，从2022年2月至今，程鹏飞团队义务为石家庄、廊坊、西安、榆林等地环保部门提供精细化有害工业气体排放检测和大气环境监测服务，服务时长累计超1万小时。

从市场需求反推的科研方向具有“有的放矢”的天然优势，也让团队的研究成果获得了更多的实际应用。

2024年，得知校友有胃癌体外检测的需求后，程鹏飞组织团队基于之前的检测设备，针对胃癌患者呼出气体的特性，升级迭代感应材料，研发出“呼气智能疾病检测仪”。

“医院大多使用气袋收集胃癌患者呼出的气体，再用气相色谱仪检测，流程长、设备固定，不方便。”程鹏飞说，“呼气智能疾病检测仪”搭载了针对胃癌患者呼出气体的专用敏感材料和元器件，具有手持便携、检测迅速、准确率高及无创无痛等优势，为患者提供了更好的就医体验。

“未来，我们希望该检测仪能够像家用血压仪一样普及。”程鹏飞说，“目前，该仪器只能检测出‘是与否’，希望未来它能更加精细化，检测出胃癌不同的发展期，最好是能在最早期测出。”

把气体探测技术做好做精

积石山地震救援现场那次经历，让程鹏飞更懂得敬畏生命。

目前，对埋压人员的搜救主要依靠生命探测仪和搜救犬，但传统生命探测仪使用的雷达波很难透过水和金属等介质，而搜救犬嗅觉的灵敏度会随其工作时间的延长而降低。

与生命探测仪和搜救犬相比，程鹏飞团队研发的“埋压人员痕量气体标记物探测技术装备”，可在灾后复杂地形中利用被困者代谢产生的痕量气体作为标志物，通过对压埋缝隙中逸散出的痕量气体进行探测，进而确定被困者位置，为救援队伍开展人员搜救提供有效帮助和指引。同时，它具有更好的穿透力、稳定性，可在有电力保障的情况下长时间不间断工作。

作为国家重点研发计划项目，“埋压人员痕量气体标记物探测技术装备”已通过严格的考核。“当时，专家给我们出了一道考题，在5个10米深的洞里，放了5瓶气体，瓶上插着气管，模拟人体呼气的流量进行气体释放，其中只有一瓶气体含有人体标记物，而且浓度极低，让我们的设备把含有人体标记物的那一瓶测出来。”面对如此高精度的检测验证，程鹏飞团队交上了一份5次全对的“满分答卷”。

“为了便于在灾区工作，我们对这套设备做了很多调整。”团队成员郝熙东介绍，“气腔仿生了嗅觉更加灵敏的鼠鼻模型，通过精简传感器，提升器件微纳加工工艺，使设备更便于携带和操作，同时提高了算力，可以快速准确地得到数据，提高救援效率。”

亲历救援的程鹏飞团队决心把装备做得更好。气敏传感器覆盖气体增加5个种类、被压埋活体探测准确率提升至95%以上、检测响应时间缩短20%……经过近半年的技术攻关，这套装备的关键数据指标再次得到提高。

“西安电子科技大学在科研装备上实现了‘千里眼’和‘顺风耳’，如今，我们想再加一个‘灵通鼻’，希望我们能把气体探测技术做得更好、更精，不管是为人民生命安全健康，还是为国家科技自立自强，都能贡献一份力量。”程鹏飞说。