مقالة منهجية

بروتوكول تجريبي المعنية بالتحقيق في الجسيمات هباء من المنتج تحت كشط وتحت التجوية البيئية

7.1K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/53496

⸱

سبتمبر 16, 2016

 ,  ,  , 
1Direction des Risques Chroniques, Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS), 2Génie des Procédés Industriels, Université de Technologie de Compiègne (UTC)

في هذه المقالة

ملخص

في هذه المقالة، بروتوكول تجريبي للتحقيق هباء الجسيمات من المنتج تحت كشط وتحت التجوية البيئية وتقدم. يتم عرض النتائج على انبعاث المواد النانوية المهندسة، في شكل هباء. وصفت انشاء التجريبية محددة بالتفصيل.

الملخص

تقدم هذه المقالة بروتوكولا تجريبيا للتحقيق في رذاذ الجسيمات لمنتج تحت التآكل وتحت التجوية البيئية ، وهو عنصر أساسي في نهج السلامة النانوية حسب التصميم للمنتجات ذات البنية النانوية من أجل تطويرها الدائم. هذا النهج هو في الأساس نهج وقائي يتم فيه التركيز على تقليل انبعاث الهباء الجوي للمواد النانوية الهندسية خلال مرحلة الاستخدام من دورة حياة المنتج. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تغيير خصائصه المادية أثناء مرحلة تصميمه دون المساومة على أي من فوائده الإضافية. في هذه المقالة ، يتم تقديم بروتوكول تجريبي للتحقيق في السلامة النانوية حسب التصميم لثلاثة منتجات ذات هيكل نانوي تجاري فيما يتعلق بالالتماس الميكانيكي والتجوية البيئية. الوسيلة المختارة لتطبيق الالتماس الميكانيكي هي عملية تآكل وبالنسبة للعوامل الجوية البيئية ، فهي تعرض متسارع للأشعة فوق البنفسجية في وجود الرطوبة والحرارة. تتم دراسة الانبعاث النهائي للمواد النانوية الهندسية من حيث تركيز عددها وتوزيع حجمها ومورفولوجيتها وتكوينها الكيميائي. الغرض من البروتوكول هو دراسة انبعاث عينات الاختبار والظروف التجريبية التي تتوافق مع مواقف الحياة الواقعية. وجد أن تطبيق الضغوط الميكانيكية وحدها ينبعث منه الهباء الجوي للمواد النانوية الهندسية التي يتم فيها تضمين المادة النانوية الهندسية دائما داخل مصفوفة المنتج ، وبالتالي عنصر منتج تمثيلي. في مثل هذه الحالة ، تتكون الهباء الجوي المنبعث من كل من الجسيمات النانوية وكذلك الجسيمات الدقيقة. ولكن إذا اقترنت الضغوط الميكانيكية بالتجوية البيئية ، فإن البروتوكول التجريبي يكشف أن التدهور النهائي للمنتج ، بعد فترة معينة من التجوية ، قد يؤدي إلى انبعاث الهباء الجوي النانوي المجاني المصمم هندسيا أيضا.

المقدمة

مع النضج السريع في تكنولوجيا النانو، هو الدافع وراء التقدم من خلال التسويق التجاري السريع من المنتجات التي تحتوي على المواد النانوية المهندسة (ENM) مع الخصائص الرائعة. كما وصفها Potocnick 1 في المادة 18 (5) من اللائحة 1169/2011، الصادر عن المفوضية الأوروبية، ويمكن تعريف ENM بأنها "أي مادة صنعت عمدا، التي تحتوي على جزيئات، في حالة غير منضم أو تجمعا أو باعتبارها بدي وحيث، على 50٪ أو أكثر من الجزيئات في توزيع حجم العدد، واحد أو أكثر من الأبعاد الخارجية هي في حدود حجم 1 نانومتر إلى 100 نانومتر ". وعلاوة على ذلك، فإن المنتجات التي تحتوي على ENM، إما بكميات كبيرة من الصلب أو على أسطحها الصلبة أو في تعليق السائلة، ويمكن أن توصف بأنها منتجات ذات البنية النانومترية. وتستخدم أنواع مختلفة من ENM مع تركيبات وfunctionalizations مختلفة في مثل هذه المنتجات وفقا لطبيعة الطلب والميزانية. المنتجات يمكن أن يكون في شكل القوطي حيوان أميركيخ ع والدهانات والبلاط والطوب المنزل، الخرسانة البريد وما إلى ذلك.

وبقدر ما يتعلق الأمر البحوث، واحد قد تجد أيضا عدد هائل من المنشورات على الابتكارات التي تم إنجازها من خلال تكنولوجيا النانو. وعلى الرغم من هذا البحث الضخم، وسمات جذابة من ENM قيد التحقيق لالصحية المحتملة أو مخاطر بيئية بسبب ميلها للحصول على الإفراج عنه أو المنبعثة في الهواء في شكل هباء خلال استخدام أو تجهيز المنتجات النانو (على سبيل المثال Oberdorster وآخرون 2، لو بيحان وآخرون. (3) وHoudy وآخرون. 4). كولكارني وآخرون. 5 يحدد الهباء الجوي مثل تعليق الجزيئات الصلبة أو السائلة في المتوسط ​​الغازي. وقد أثبتت هسو وChein 6 أنه خلال استخدام أو معالجة المنتجات ذات البنية النانومترية، يتعرض منتج ذات البنية النانومترية لمختلف الضغوط الميكانيكية والتجوية البيئية التي تسهل مثل هذاانبعاث.

ووفقا لماينارد 7، عند التعرض، هذه الهباء الجوي من ENM قد تتفاعل مع الكائن البشري عن طريق الاستنشاق أو عن طريق الجلد الاتصالات وتترسب داخل الجسم والتي بالتالي قد يسبب العديد من الآثار الضارة، بما في ذلك تلك المسببة للسرطان. وبالتالي، فهم دقيق لظاهرة الانبعاث ENM هو من أهمية قصوى نظرا للاستخدام غير مسبوق من المنتجات ذات البنية النانومترية، كما ذكر Shatkin وآخرون. 8. هذا قد لا تساعد فقط في تجنب مضاعفات صحية غير متوقعة ناجمة عن تعرضهم لكن أيضا في تشجيع ثقة الجمهور في التكنولوجيا النانوية.

ومع ذلك، فقد بدأت المشكلة المتعلقة تعرض الآن الحصول على الاهتمام من قبل المجتمع البحوث وتم سلطت الضوء مؤخرا من قبل وحدات البحثية المختلفة في جميع أنحاء العالم (على سبيل المثال، هسو وChein 6، Göhler وآخرون. 9، ألين وآخرون. 10، ألين وآخرون. 11، آل قطان وآخرون. 12، Kaegi وآخرون. 13، HIRTH وآخرون. 14، Shandilya وآخرون. 15، 31، 33، Wohlleben وآخرون. 16، بوييار وآخرون. 17، Ounoughene وآخرون. 18). وبالنظر إلى الانتشار على نطاق واسع من المنتجات ذات البنية النانومترية في الأسواق التجارية، فإن النهج الأكثر فعالية لمعالجة المشكلة تكون واحدة وقائية. في مثل هذا النهج، تم تصميم المنتج في مثل هذه الطريقة أنه "nanosafe عن طريق تصميم" أو "تصميم لتقنية النانو أكثر أمنا" (كآبة 19) أي انبعاثية منخفضة. وبعبارة أخرى، فإنه يعظم فوائدها في حل المشاكل أثناء استخدامه في حين تنبعث منها الحد الأدنى من الهباء الجوي في البيئة.

لاختبار nanosafety من قبل التصميم خلال مرحلة استخدام منتج ذات البنية النانومترية، والكتاب تقدم منهجية تجريبية ملائمةللقيام بذلك في هذه المادة. وتتكون هذه المنهجية من نوعين من استدراج العروض: (ط) الميكانيكية و (ب) البيئية التي تهدف إلى محاكاة الحياة الواقعية تؤكد التي المنتج ذات البنية النانومترية، لبنة البناء، ويخضع لمرحلة خلال استخدامه.

(ط) جهاز كشط الخطي الذي يحاكي التماس الميكانيكية. شكله الأصلي والتجاري، كما هو مبين في الشكل 1A، المشار إليها في العديد من معايير الاختبار المعترف بها دوليا مثل ASTM D4060 20، ASTM D6037 21 و ASTM D1044 22. وفقا لGolanski وآخرون. 23، نظرا لتصميمها سهل الاستعمال قوية و، قيد الاستخدام بالفعل شكله الأصلي على نطاق واسع في الصناعات لتحليل أداء من المنتجات مثل الطلاء، والطلاء، والمعادن، والورق، والمنسوجات، وما إلى ذلك التوتر الراهن تطبيق من خلال هذا الجهاز يتوافق مع واحدة نموذجية تطبق في بيئة محلية، على سبيل المثال، والمشي معالأحذية وتشريد كائنات مختلفة في منزل (Vorbau وآخرون. 24 وحسن وآخرون. 25). في الشكل 1A، بار تشريد أفقيا يتحرك ساحج القياسي في جيئة وذهابا الحركة على سطح العينة. يحدث ارتداء التآكل في سطح التماس بسبب الاحتكاك في الاتصال. حجم ارتداء كشط يمكن أن تختلف من خلال تغيير الحمل الطبيعي (F N) الذي يعمل في الجزء العلوي من ساحج. عن طريق تغيير نوع القيمة تحميل ساحج وطبيعية، يمكن للمرء أن تختلف الحك وبالتالي إجهاد ميكانيكي. وأشار Morgeneyer وآخرون. 26 إلى أن موتر الإجهاد المراد قياسها خلال كشط يتكون من مكونات طبيعية وعرضية. الضغط الطبيعي هو نتيجة مباشرة للتحميل العادي، أي من F N في حين الضغط عرضية هو نتيجة من الالبريد بشكل عرضي يتصرف عملية الاحتكاك، ويقاس قوة (F T) وأنه يعمل موازية أو مضادة للبالتوازي مع الاتجاه الذي تآكل يحدث. في الشكل الأصلي للجهاز كشط هذه، لا يمكن تحديد F T. ولذلك، فإن دور الضغوط الميكانيكية خلال هباء من ENM لا يمكن تماما يتم تحديدها. للقضاء على هذا القيد، كما هو موضح في التفاصيل من خلال Morgeneyer وآخرون. 26، ونحن (أ) تعديله عن طريق استبدال شريط أفقي الصلب المثبتة مسبقا من قبل نسخة طبق الأصل من الألمنيوم 2024 سبيكة و (ب) شنت قياس الضغط على السطح العلوي من هذا الشريط سبائك الألومنيوم منسوخة. هذا هو مبين في الشكل 1B. هذا قياس الضغط لديها 1.5 ملم من نشط طول شبكة القياس و 5.7 ملم من قياس طول شبكة الناقل. وهي مصنوعة من رقائق constantan وجود 3.8 ميكرومتر من سمك و1.95 ± 1.5٪ من عامل مقياس.وضمان القياس الصحيح من الضغوط الميكانيكية من خلال مكبر للصوت سلالة قياس ديناميكية التي ترتبط في سلسلة لقياس الضغط، وبالتالي السماح لقياس موثوق من سلالة المنتجة في قياس. يتم الحصول على البيانات المرسلة عبر مكبر للصوت باستخدام برنامج الحصول على البيانات.

figure-introduction-1
الشكل 1. كشط الجهاز وقياس الضغط، وشكل معيار التجاري للجهاز كشط تابر (A) مع سرعة التآكل، ومدة وطول السكتة الدماغية الضوابط. تم استبدال شريط الصلب التي شنت في الأصل من قبل شريط الألمنيوم ومجهزة بشكل أعمق من خلال قياس الضغط (ب) لقياس قوة عرضية (F T). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

في ال ترونج> الشكل 2، يتم عرض كامل التجريبية مجموعة المتابعة حيث يتم وضع هذا الجهاز كشط تابر تعديل تحت فقا لآخر عمل nanosecured. والهواء جسيم حر ينتشر باستمرار داخل هذا آخر عمل في معدل تدفق 31000 لتر / دقيقة. أنه يحتوي على فلتر كفاءة الجسيمات 99.99٪، وقد تم بالفعل يعمل بنجاح من قبل Morgeneyer وآخرون. 27 في اختبارات حركة الغبار مختلف الجسيمات النانوية.

figure-introduction-2
الشكل 2. التجريبية مجموعة المتابعة (Shandilya وآخرون. 31). مرفق العمل nanosecured لتنفيذ اختبارات التآكل وتوصيف الوقت الحقيقي (كلا نوعي وquantitavive) من جسيمات الهباء الجوي التي تم إنشاؤها. جزء صغير من الهواء الجسيمات الحرة يمر من خلال فتحة داخل غرفة الانبعاثات للقضاء على خلفيتها جسيمات تركيز عدد.pload / 53496 / 53496fig2large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

يتم الاحتفاظ المحرك للجهاز كشط خارج ويتم الاحتفاظ بها جزء انزلاق خطيا لها داخل غرفة اختبار الانبعاثات الذاتي المصممة، مع أبعاد 0.5 م × 0.3 م × 0.6 م، (التفاصيل في لو بيحان وآخرون. 28). كما أنه يساعد في منع انبعاثات السيارات جهاز الكشط "من التدخل في نتائج الاختبار. ويتم أخذ عينات من جزيئات الهباء الجوي ولدت داخل القرب من غطاء متماثل شعاعي (حجم 713 سم 3). من خلال توظيف مثل غطاء محرك السيارة، وخسائر جسيمات الهباء الجوي بسبب ترسبها على السطوح يمكن التقليل. تتضمن ميزة أخرى زيادة في تركيز عدد جزيئات الهباء الجوي نظرا لانخفاض حجم نسبيا من غطاء محرك السيارة فيما يتعلق غرفة الاختبار الانبعاثات. وبفضل هذا إعداد، وتوصيف الوقت الحقيقي، وتحليل الهباء الجوي الجسيماتق الحصول على ولدت خلال ارتداء كشط يمكن القيام به تجريبيا من حيث تركيز عدد، حجم التوزيعات، والتراكيب والأشكال عنصري بهم. وفقا لكولكارني وآخرون. 5، وتركيز عدد من ENM الهباء الجوي يمكن تعريف الجسيمات ب "عدد من ENM الحاضر في وحدة سنتيمتر مكعب من الهواء". وبالمثل، فإن حجم توزيع الهباء ENM هو "العلاقة التعبير عن كمية من خاصية ENM (عادة عدد وكتلة تركيزات) يرتبط مع جزيئات في نطاق حجم معين".

عداد الجسيمات (قياس مدى حجم: 4 نانومتر إلى 3 ميكرون) يقيس الهباء الجوي جسيمات تركيز عدد (المجلس الوطني). وsizers الجسيمات (قياس مدى حجم: 15 نانومتر - 20 ميكرون) قياس توزيع حجم الجسيمات (PSD). والعينات جزيئات الهباء الجوي (كما هو موضح في التفاصيل من خلال R'mili وآخرون. 30) يستخدم لجمع الجسيمات من خلال تقنية الترشيح على شبكة شبكة النحاس التي يسهل اختراقها والتي يمكن استخدامها في وقت لاحق نقل المجهر الإلكتروني (تيم) لمختلف التحليلات النوعية من الجسيمات الافراج عنهم.

(ب) يمكن محاكاة التماس البيئي من خلال التجوية الاصطناعية تسارع في غرفة التجوية، كما هو موضح في الشكل (3). وكما هو موضح من قبل Shandilya وآخرون. 31، والظروف التجوية يمكن الاحتفاظ بما يتفق مع المعايير الدولية أو تخصيصها تبعا ل نوع من المحاكاة. يتم توفير التعرض للأشعة فوق البنفسجية عن طريق مصباح قوس زينون (300-400 نانومتر) المثبتة مع فلتر الأشعة الضوئية. هو محاكاة عمل المطر عن طريق الرش منزوع الأيونات والماء النقي على هم. يتم وضع خزان تحت عينات الاختبار لجمع مياه الجريان السطحي. المياه التي تم جمعها أو العصارة يمكن استخدامها في وقت لاحق لإجراء تحليل ENM الرشح.

figure-introduction-3
الشكل 3. غرفة التجوية. النموذج التجاري للXLS Suntest + التجوية غرفة تحتوي على غطاء محرك السيارة الفولاذ المقاوم للصدأ داخل التي توضع العينات nanocoated. يتم وضع خزان مياه تحت غطاء محرك السيارة الذي هو مصدر المياه ليتم رشها داخل غطاء محرك السيارة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

ملاحظة: هذه التقنية الواردة في بروتوكول هنا لا يقتصر فقط على عينات اختبار قدمت ولكن يمكن استخدامها للحصول على عينات أخرى كذلك.

1. الاصطناعي التجوية [CEREGE منصة، إيكس أون بروفانس]

  1. أخذ عينة 250 مل من الماء منزوع الأيونات وتنقيته ليتم رش في كوب. تزج غيض من متر الموصلية الماء إلى الماء. لاحظ الموصلية المياه. كرر العملية ولاحظ الموصلية المياه في كل مرة.
    ملاحظة: وفقا للايزو 16474 32، فإنه لا ينبغي أبدا أن يكون أعلى من 5 ميكرو ثانية / سم.
  2. بعد قياس الموصلية، وربط مصدر المياه إلى خزان للغرفة التجوية الحاضر تحت غطاء محرك السيارة الفولاذ المقاوم للصدأ (كما هو موضح في الشكل 3).
  3. توصيل صنبور تجاوز على الجزء الخلفي من الغرفة لافتتاح استنزاف من خلال أنبوب خرطوم.
  4. وضع العينات nanocoating الطقس في غطاء محرك السيارة الفولاذ المقاوم للصدأ وإغلاق الباب. لالعنبلو تقييم الإحصائي لنتائج استخدام ما لا يقل عن ثلاث عينات nanocoating وإشارة مماثلة.
  5. على وحدة التحكم الرقمية، موجودة على الجزء الأمامي من غرفة التجوية، حدد دورة 2 ساعة تتكون من 120 دقيقة من الأشعة فوق البنفسجية، و 102 دقيقة الجافة و 18 دقيقة رذاذ الماء.
  6. أدخل عدد من دورات تساوي 2658 والتي تتطابق مع 7 أشهر.
  7. اختر مستوى الإشعاع من مصباح قوس زينون يساوي 60 ± 5 واط / م 2.
  8. ضبط درجة الحرارة المحيطة 38 درجة مئوية.
  9. بدء اختبار التجوية عن طريق الضغط على زر إطلاق وحدة التحكم.

2. كشط وENM الهباء توصيف [INERIS S-NANO منصة، فورني]

ملاحظة: قبل استخدام، قبل التحقق من الهباء الجوي الجسيمات التي تميز الصكوك على مقعد معايرة INERIS S-NANO منصة التي تضم أجزاء عداد مرجع منفصلة ومثبت مسبقا. باتباع بروتوكول معين، تأكد من أن الصكوك هي دعامة تعملerly.

  1. تجميع جميع الوحدات والصكوك هو مبين في انشاء التجريبية وجعل التوصيلات اللازمة كما هو مبين في الشكل 2 (التفاصيل على وحدات ووضع الأدوات وتقدم في Shandilya وآخرون. 33).
  2. التبديل على تداول الهواء جسيم حر داخل workpost nanosecured عن طريق الضغط على FLUX على زر.
  3. جعل هذا الجسيم الهواء الحر لتمرير من خلال غرفة الاختبار الانبعاثات عن طريق فتح غرفة والحفاظ عليه فتح داخل منصب عمل nanosecured.
  4. لإعداد التجربة، ربط العداد الجسيمات مباشرة إلى غرفة الاختبار الانبعاثات لقياس تركيز عدد فوري من الجزيئات داخل الغرفة. ملاحظة قيمة تركيز مباشرة على العداد العرض.
  5. بينما الهواء جسيم حر يمر الغرفة، مواصلة رصد هذه القيمة تركيز عدد حظية حتى تنخفض إلى الصفر. وبهذه الطريقة، تأكد من أنغرفة خالية من أي الجسيمات الخلفية.
  6. في غضون ذلك، الشطب حواف معيار شكل إسطوانيا ساحج من خلال تحويل بلطف لها نهاية واحدة في جيئة وذهابا الحركة داخل فتحة أداة المتوفرة مع جهاز تآكل.
  7. باستخدام ميزان رقمي مع دقة قياس 0،001 على الأقل غرام، وزن ساحج وعينة لمتآكل.
  8. وبمجرد القيام به، وتحديد ساحج مشطوب إلى رمح العمودي للجهاز التآكل من خلال ظرف الحاضر في القاع.
  9. وضع المنتج ذات البنية النانومترية أن متآكل بلطف تحت ساحج الثابتة وتحديد مركزه القوي على النظام في تصاعد مستمر.
  10. فتح العينات الهباء الجوي، وباستخدام الملقط، وضع شبكة شبكة النحاس داخل فتحة مع الجانب المشرق لها صعودا. وضع حلقة دائرية فوق الشبكة لإصلاحه.
  11. إغلاق العينات وذلك لربط مضخة عبر مرشح على نهاية واحدة (أي نحو الجانب المظلم من الشبكة) ومصدر الجسيمات على الغيرإيه نهاية (أي نحو الجانب المشرق من الشبكة). تركيب الحمل الطبيعي المطلوبة على الفتحة العمودية باستخدام الأوزان الميتة.
  12. من خلال العداد الجسيمات، تحقق إذا كان تركيز الجسيمات الخلفية داخل غرفة مفتوحة قد انخفض إلى الصفر. إذا لم يكن كذلك، انتظر. إذا كانت الإجابة بنعم، أغلق باب غرفة الاختبار الانبعاثات.
  13. عبر لوحات المفاتيح الرقمية على الصكوك، يدويا تعيين معدلات تدفق العداد الجسيمات وsizers على النحو التالي: CPC- 1.5 لتر / دقيقة. SMPS- 0.3 لتر / دقيقة. APS- 5 لتر / دقيقة
  14. تعيين المدة أخذ العينات الإجمالية بمبلغ 20 دقيقة لجميع هذه الصكوك الثلاثة. تعيين المدة كشط وسرعة تساوي 10 دقيقة و 60 دورة في الدقيقة على التوالي في الجهاز كشط.
  15. ربط قياس الضغط لدينامية مكبر للصوت قياس الضغط. ربط ديناميكي مكبر للصوت قياس الضغط إلى الكمبيوتر الذي يجب أن تستخدم لجمع البيانات باستخدام البرمجيات المثبتة فيه.
  16. فتح البرنامج.
  17. انقر فوق جديد دق مشروع لسقلم جديد ملف الحصول على البيانات.
  18. وقف الخيار للحصول على البيانات الحية عن طريق النقر التحديث المباشر
  19. انقر 0 تنفيذ لتعيين قيمة إشارة مرجعية تساوي الصفر.
  20. التبديل على اقتناء بيانات حية عن طريق النقر على التحديث المباشر.
  21. انقر التمثيل التصويري لاختيار الوقت الحقيقي الواجهة الرسومية لتمثيل البيانات.
  22. انقر فوق جديد لفتح القوالب.
  23. اختر الخيار نطاق لوحة، على سبيل المثال.
  24. بدء الحصول على البيانات في عدادات الجسيمات وsizers في آن واحد.
  25. بعد تأخير دام تقريبا. 5 دقائق، يبدأ التآكل.
  26. انقر فوق ابدأ في إطار البرنامج الحصول على البيانات للحصول على إشارات قياس الضغط المقابلة للتآكل المستمر.
  27. بعد 2 دقيقة، والتبديل على مضخة متصلا MPS.
  28. حافظ على مضخة على التوالي ل2-4 دقائق تبعا لكمية الانبعاثات من الجسيمات الهباء الجوي. ملاحظة: يجب أن يكون عدد جزيئات الهباء الجوي عينات باستخدام MPS الأمثل في عدد أيلا نادرة جدا ولا فائض جدا التي قد تحول دون إجراء تحليل مجهري دقيق.
  29. مرة واحدة يتوقف التآكل، وإيقاف الحصول على البيانات من خلال النقر إيقاف.
  30. حفظ البيانات التي يحصل عليها عن طريق النقر SAVE البيانات الآن.
  31. بعد العداد وsizers تتوقف الحصول على البيانات، فتح غرفة الاختبار الانبعاثات وتزن مرة أخرى ساحج ومتآكل المنتجات ذات البنية النانومترية.
  32. مواصلة العملية برمتها لكل اختبار التآكل.
  33. مرة واحدة في اختبارات التآكل، ومرة ​​أخرى تحقق من الهباء الجوي ثلاث الجسيمات التي تميز الصكوك على مقاعد البدلاء معايرة INERIS S-NANO منصة.

3. تحليل تيم من تقنية السائل Suspensions- قطرة ترسب [INERIS معايرة منصة، فورني]

  1. إعداد محلول مائي حجم 1٪ المخفف للتعليق السائل (أي "الطلاء") وذلك بإضافة 1 جزء من تعليق طلاء في 99 أجزاء من الماء المصفى وغير المتأينة.
  2. فتح كوفص من آلة التفريغ توهج
  3. تعيين ظروف التشغيل التالية: 0.1 مللي بار، 45 مللي أمبير، 3 مدة دقيقة.
  4. من أجل جعل شبكة شبكة تيم النحاس محبة للماء عن طريق العلاج البلازما، ووضعها على حامل معدني. إغلاق الغطاء وبدء تشغيل المحرك. بعد 3 دقائق، فإنه يتوقف تلقائيا.
  5. اخراج ماء شبكة شبكة تحولت باستخدام الملقط. وضعه برفق مع لها أكثر إشراقا لأعلى. إيداع قطرة من محلول مخفف (8 ميكرولتر تقريبا) على شبكة عيون ماء باستخدام حقنة.
  6. تجفيف شبكة سلكية في غرفة مغلقة بحيث يحصل تبخر محتوى الماء والجزيئات المكونة بقية تترسب على الشبكة. تأكد من أن الشبكة شبكة لا يحصل اتهم مع الجزيئات الشاردة التي يمكن التعرف عليها بسهولة كما دائرية أو حبلا الأشكال التي هي سمة من جزيئات النفط أو السخام.
  7. مرة واحدة على استعداد، ووضع شبكة في التحقيق تيم وإجراء التحليل المجهري. [الإلكترون يتسارع الجهد 120 كيلو فولت، CF ] 31.
  8. في حالة ظهور الشبكة محملة جدا الجسيمات لتحليل، وانخفاض نسبة تخفيف وحجم الانخفاض المودعة. الحد الأقصى لحجم المشغل قادر على إيداع يساوي تقريبا 12 ميكرولتر.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

عينات الاختبار
تم تطبيق البروتوكولات المعروضة في المقالة إلى ثلاثة أنواع مختلفة من المنتجات ذات البنية النانومترية التجارية. يتم وضع التركيز هنا على تفاصيل المنهج التجريبي:
(أ) الطوب alumino سيليكات معززة تيو 2 النانوية، (11 سم × 5 سم × 2 سم). يجدها تطبيق المتكرر في بناء واجهات وجدران المنزل، بلاط الجدران والأرصفة الخ وتظهر خصائصه المادية جنبا إلى جنب مع مسح صورة المجهر الإلكتروني في الجدول...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

في هذه المادة، ويعرض التحقيق التجريبي للnanosafety-ب-تصميم المنتجات ذات البنية النانومترية التجارية. وnanosafety من قبل تصميم أي منتج يمكن دراستها من حيث المجلس الوطني الفلسطيني، ومديرية الأمن العام عندما يتعرض لضغوط الميكانيكية والتجوية البيئية. المنتجات المختارة للدراسة هي-alumino سيليكات بنة معززة تيو 2 النانوية، الصقيل مع الرئيس التنفيذي 2 النانوية وnanocoatings بهوتوكاتاليتيك مع تيو 2 النانوية. هذه المنتجات يمكن الحصول عليها بسهولة للعملاء في ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

تم تنفيذ هذا العمل في إطار Labex SERENADE (ANR-11-LABX-0064) ومشروع A * MIDEX (ANR-11-IDEX-0001-02) ، بتمويل من برنامج الحكومة الفرنسية ، Investissements d'Avenir ، وتديره الوكالة الوطنية الفرنسية للبحوث (ANR). نشكر وزارة البيئة الفرنسية (DRC 33 والبرنامج 190) و ANSES (مشروع البيانات النانوية 2012/2/154 ، APR ANSES 2012) على تمويل العمل. نحن ممتنون بنفس القدر لأوليفييه أغوير شاريول وباتريس ديلان ومورغان دال ولوران مونييه وبولين مولينا وفريد آيت بن أحمد على تعاونهم ومشورتهم خلال التجارب.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

عينة اختبار تقنيات الضوئي Technologies أكسفورد الاصطناعية تحليل عينات الجوي الجوي
قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
البناءNanofrance
طوب البناء (المرجع 901796)Castoramaدعم لعينة الاختبار
المجهر البصري (نموذج Imager.M1m)Carl Zeiss
MicroImaging GmbH		للتحليل المجهري
مطياف تشتت الطاقة (نموذج X-max)أدواتللعناصر تحليل التركيبة
نقل الإلكترون
المجهر (موديل CM12)		Philipsلتحليل المجهر
غرفة التجوية (نموذج Suntest XLS +)أطلسلتسريع التجوية
مصباح قوس زينون (موديل NXE 1700)مصدر الأشعة فوق البنفسجيةAmetek SAS
مطياف كتلة البلازما المقترن بالحث (موديل 7500cx)Agilent تقنياتتحليل عينات المياه
المياه Taber الخطي (موديل 5750)Taber Inc.للتآكل
Taber H38 abradantTaber Inc.لعداد
جسيمات التكثيف بالتآكل 3775TSIلحساب تركيز عدد جزيئات الهباء
حجم الجسيمات الديناميكية الهوائية 3321TSIلقياس حجم جزيئات الهباء الجوي   ؛
محلل التنقل التفاضلي 3081TSIلقياس حجم جزيئات الهباء الجوي  
مصغرة الجسيمات أخذ العيناتEcomesureلأخذ عينات من جزيئات الهباء
Gilian LFS-113 مضخة أخذ عينات الهواء الشخصية منخفضة التدفقSensidyneلأخذ عينات من جزيئات الهباء
الجوي

المراجع

  1. Potocnick, J. European Commission Recommendation on the definition of nanomaterial (2011/696/EU). , (2011).
  2. Oberdorster, G., Oberdorster, E., Oberdorster, J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environ Health Persp. 113 (7), 823-839 (2005).
  3. Le Bihan, O., Shandilya, N., Gheerardyn, L., Guillon, O., Dore, E., Morgeneyer, M. Investigation of the Release of Particles from a Nanocoated Product. Adv Nanoparticles. 2 (1), 39-44 (2013).
  4. Houdy, P., Lahmani, M., Marano, F. Nanoethics and Nanotoxicology. , 1st ed, Springer. Heidelberg, Germany. (2011).
  5. Kulkarni, P., Baron, P. A., Willeke, K. Aerosol Measurement: Principle, Techniques and Applications. , 3rd ed, John Wiley and Sons. Hoboken, NJ, USA. (2011).
  6. Hsu, L. Y., Chein, H. M. Evaluation of nanoparticle emission for TiO2 nanopowder coating materials. J Nanopart Res. 9 (1), 157-163 (2007).
  7. Maynard, A. D. Safe handling of nanotechnology. Nature. 444 (1), 267-269 (2006).
  8. Shatkin, J. A., et al. Nano risk analysis: advancing the science for nanomaterials risk management. Risk Anal. 30 (11), 1680-1687 (2011).
  9. Göhler, D., Nogowski, A., Fiala, P., Stintz, M. Nanoparticle release from nanocomposites due to mechanical treatment at two stages of the life-cycle. Phys Conf Ser. 429, 012045(2013).
  10. Allen, N. S., et al. Ageing and stabilisation of filled polymers: an overview. Polym Degrad Stabil. 61 (2), 183-199 (2004).
  11. Allen, N. S., et al. Degradation and stabilisation of polymers and coatings: nano versus pigmentary titania particles. Polym Degrad Stabil. 85 (3), 927-946 (2004).
  12. Al-Kattan, A., et al. Release of TiO2 from paints containing pigment-TiO2 or nano-TiO2 by weathering. J Environ Monitor. 15 (12), 2186-2193 (2013).
  13. Kaegi, R., et al. Synthetic TiO2 nanoparticle emission from exterior facades into the aquatic environment. Environ Pollut. 156 (2), 233-239 (2008).
  14. Hirth, S., Cena, L., Cox, G., Tomovic, Z., Peters, T., Wohlleben, W. Scenarios and methods that induce protruding or released CNTs after degradation of nanocomposite materials. J Nanopart Res. 15 (2), 1504-1518 (2013).
  15. Shandilya, N., Le Bihan, O., Morgeneyer, M. A review on the study of the generation of (nano-) particles aerosols during the mechanical solicitation of materials. J Nanomater. 2014, 289108(2014).
  16. Wohlleben, W., et al. On the lifecycle of nanocomposites: comparing released fragments and their in vivo hazards from three release mechanisms and four nanocomposites. Small. 7 (16), 2384-2395 (2011).
  17. Bouillard, J. X., et al. Nanosafety by design: risks from nanocomposite/nano waste combustion. J Nanopart Res. 15 (1), 1519-1529 (2013).
  18. Ounoughene, G., et al. Behavior and fate of Halloysite Nanotubes (HNTs) when incinerating PA6/HNTs nanocomposite. Environ Sci Technol. 49 (9), 5450-5457 (2015).
  19. Morose, G. The 5 principles of "Design for Safer Nanotechnology". J Clean Prod. 18 (3), 285-289 (2010).
  20. ASTM International. ASTM D4060: Standard test method for the abrasion of organic coatings by the Taber abradant. , (2007).
  21. ASTM International. ASTM D6037: Standard test methods for dry abrasion mar resistance of high gloss coatings. , (1996).
  22. ASTM International. ASTM D1044: Standard test method for resistance of transparent plastics to surface abrasion. , (2008).
  23. Golanski, L., Guiot, A., Pras, M., Malarde, M., Tardif, F. Release-ability of nano fillers from different nanomaterials (toward the acceptability of nanoproduct). J Nanopart Res. 14 (1), 962-970 (2012).
  24. Vorbau, M., Hillemann, L., Stintz, M. Method for the characterization of the abrasion induced nanoparticle release into air from surface coatings. J Aerosol Sci. 40 (3), 209-217 (2009).
  25. Hassan, M. M., Dylla, H., Mohammad, L. N., Rupnow, T. Evaluation of the durability of titanium dioxide photocatalyst coating for concrete pavement. Constr Build Mater. 24 (8), 1456-1461 (2010).
  26. Morgeneyer, M., Shandilya, N., Chen, Y. M., Le Bihan, O. Use of a modified Taber abrasion apparatus for investigating the complete stress state during abrasion and in-process wear particle aerosol generation. Chem Eng Res Des. 93 (1), 251-256 (2015).
  27. Morgeneyer, M., Le Bihan, O., Ustache, A., Aguerre Chariol, O. Experimental study of the aerosolization of fine alumina particles from bulk by a vortex shaker. Powder Technol. 246 (1), 583-589 (2013).
  28. Le Bihan, O., Morgeneyer, M., Shandilya, N., Aguerre Chariol, O., Bressot, C. Chapter 7. Handbook of Nanosafety: Measurement, Exposure and Toxicology. Vogel, U., Savolainen, K., Wu, Q., Van Tongeren, M., Brouwer, D., Berges, M. , Academic Press. San Diego, CA. (2014).
  29. Göhler, D., Stintz, M., Hillemann, L., Vorbau, M. Characterization of nanoparticle release from surface coatings by the simulation of a sanding process. Ann Occup Hyg. 54 (6), 615-624 (2010).
  30. R'mili, B., Le Bihan, O., Dutouquet, C., Aguerre Charriol, O., Frejafon, E. Sampling by TEM grid filtration. Aerosol Sci Tech. 47 (7), 767-775 (2013).
  31. Shandilya, N., Le Bihan, O., Bressot, C., Morgeneyer, M. Emission of Titanium Dioxide Nanoparticles from Building Materials to the Environment by Wear and Weather. Environ Sci Technol. 49 (4), 2163-2170 (2015).
  32. AFNOR. ISO 16474-1: Paints and varnishes − Methods of exposure to laboratory light sources − Part 1: General guidance. , (2012).
  33. Shandilya, N., Le Bihan, O., Bressot, C., Morgeneyer, M. Evaluation of the particle aerosolization from n-TiO2 photocatalytic nanocoatings under abrasion. J Nanomater. 2014, 185080(2014).
  34. Shandilya, N., Le Bihan, O., Morgeneyer, M. Effect of the Normal Load on the release of aerosol wear particles during abrasion. Tribol Lett. 55 (2), 227-234 (2014).
  35. White, L. R. Capillary rise in powders. J Colloid Interf Sci. 90 (2), 536-538 (1982).
  36. Murray, M. Cracking in coatings from colloidal dispersions: An industrial perspective. Proceedings Rideal Lecture. , Available from: http://www.soci.org/~/media/Files/Conference%20Downloads/2009/Rideal%20Lectures%20Apr%2009/Murray.ashx (2009).
  37. Dufresne, E. R., et al. Flow and fracture in drying nanoparticle suspensions. Phys Rev Lett. 91, 224501(2003).
  38. Hare, C. H. The degradation of coatings by ultraviolet light and electromagnetic radiation. JPCL. , (1992).
  39. Tirumkudulu, M. S., Russel, W. B. Cracking in drying latex films. Langmuir. 21 (11), 4938-4948 (2005).
  40. Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: I. Development and results. J Aerosol Sci. 89, 43-57 (2015).
  41. Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: II. Experiment-Theory comparison, simulation and sensibility analysis. J Aerosol Sci. 89, 1-17 (2015).
  42. Bressot, C., et al. Environmental release of engineered nanomaterials from commercial tiles under standardized abrasion conditions. J Hazardous Materials. , (2016).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

TEM

مقالات ذات صلة