Methodenartikel

Versuchsprotokoll Particle Aerosolisierung eines Produktes unter Abrieb und unter Umwelt Verwitterung zur Untersuchung

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DOI:

10.3791/53496

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16. September 2016

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

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In diesem Artikel zu einem Versuchsprotokoll Partikel Vernebelung eines Produkts unter Abrieb und unter Umwelt Verwitterung untersuchen vorgestellt. Die Ergebnisse für die Emission von Nanomaterialien in Form von Aerosolen werden vorgestellt. Die spezifische Versuchsaufbau wird im Detail beschrieben.

Zusammenfassung

Der vorliegende Artikel stellt ein experimentelles Protokoll zur Untersuchung der Partikelaerosolisierung eines Produkts unter Abrieb und Umwelteinflüssen vor, das ein grundlegendes Element des Ansatzes der Nanosafety-by-Design von nanostrukturierten Produkten für ihre dauerhafte Entwicklung ist. Bei diesem Ansatz handelt es sich im Grunde um einen präventiven Ansatz, bei dem der Schwerpunkt auf der Minimierung der Emission von Aerosolen aus technisch hergestellten Nanomaterialien während der Nutzungsphase des Produktlebenszyklus liegt. Dies kann erreicht werden, indem die Materialeigenschaften während der Entwurfsphase verändert werden, ohne Kompromisse bei den zusätzlichen Vorteilen einzugehen. In diesem Artikel wird ein experimentelles Protokoll vorgestellt, um die Nanosafety-by-Design von drei kommerziellen nanostrukturierten Produkten im Hinblick auf ihre mechanische Beanspruchung und Umweltbewitterung zu untersuchen. Das für die Anwendung des mechanischen Aufforderungs gewählte Mittel ist ein Abriebprozess und für die Umweltbewitterung ist es eine beschleunigte UV-Exposition in Gegenwart von Feuchtigkeit und Hitze. Die letztendliche Emission von technisch hergestellten Nanomaterialien wird in Bezug auf ihre Anzahlkonzentration, Größenverteilung, Morphologie und chemische Zusammensetzung untersucht. Der Zweck des Protokolls besteht darin, die Emission für Prüfmuster und Versuchsbedingungen zu untersuchen, die realen Situationen entsprechen. Es wurde festgestellt, dass allein durch die Anwendung der mechanischen Spannungen die Aerosole der technisch hergestellten Nanomaterialien emittiert werden, in denen das hergestellte Nanomaterial immer in die Produktmatrix eingebettet ist und somit ein repräsentatives Produktelement darstellt. In einem solchen Fall bestehen die emittierten Aerosole sowohl aus Nanopartikeln als auch aus Mikropartikeln. Wenn jedoch die mechanischen Belastungen mit der Umweltbewitterung gekoppelt sind, zeigt das Versuchsprotokoll, dann kann die eventuelle Verschlechterung des Produkts nach einer bestimmten Bewitterungsdauer auch zur Emission der frei hergestellten Nanomaterial-Aerosole führen.

Einleitung

Mit einer schnellen Reife in der Nanotechnologie, wird ihr Fortschritt durch eine schnelle Vermarktung von Produkten mit Nanomaterialien (ENM) mit bemerkenswerten Eigenschaften angetrieben. Wie durch Potocnick 1 in dem Artikel 18 (5) der Verordnung 1169/2011, die von der Europäischen Kommission erhalten hat, eine ENM als "jedes absichtlich hergestelltes Material definiert werden, enthält Partikel, in einem ungebundenen Zustand oder als ein Aggregat oder als Agglomerat und bei dem mindestens 50% oder mehr der Teilchen in der Anzahl Größenverteilung, eine oder mehrere Außenabmessungen ist im Größenbereich von 1 nm bis 100 nm. " Darüber hinaus sind die Produkte , die ENM, entweder in ihrem festen Masse oder auf ihren festen Oberflächen oder in ihrer flüssigen Suspensionen, können als Nanostrukturierte Produkte bezeichnet werden. Verschiedene Arten von ENM mit verschiedenen Formulierungen und Funktionalisierungen sind in solchen Produkten je nach der Art der Anwendung und Budget verwendet. Die Produkte können in Form von Nasenbär seinNGS, Farben, Fliesen, Haus Ziegel, concret e etc.

Was die Forschung betrifft, so kann man auch enorme Anzahl von Publikationen zu den Neuerungen finden, die durch Nanotechnologie erreicht wurden. Trotz dieser enormen Forschung sind die ansprechenden Züge von ENM unter Sonde für mögliche Gesundheits- oder Umweltgefahren aufgrund ihrer Neigung in Form von Aerosolen während der Verwendung oder Verarbeitung der Nanoprodukte (zB Oberdörster et al in Luft freigesetzt oder emittiert zu erhalten . 2, al et Le Bihan. 3 und Houdy et al. 4). Kulkarni et al. 5 definiert ein Aerosol als Suspension von festen oder flüssigen Teilchen in dem gasförmigen Medium. Hsu und Chein 6 haben gezeigt , dass bei der Verwendung oder Verarbeitung eines nanostrukturierten Produkt wird eine nanostrukturierte Produkt zu verschiedenen mechanischen Belastungen und Umwelt Verwitterung ausgesetzt, erleichtern eine solcheEmission.

Gemäß Maynard 7, bei Einwirkung interagieren diese Aerosole ENM können mit menschlichen Organismus durch Kontakte Inhalation oder dermal und erhalten im Inneren des Körpers abgeschieden , die folglich verschiedene nachteilige Wirkungen, einschließlich der karzinogenen diejenigen verursachen. Somit ist ein gründliches Verständnis der ENM Emissionsphänomen von größter Bedeutung der beispiellose Verwendung von nanostrukturiertem Produkte gegeben, wie durch Shatkin erwähnt et al. 8. Dies kann nicht nur bei der Vermeidung von unerwarteten gesundheitlichen Komplikationen helfen , von ihrer Exposition entstehen , sondern auch das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Nanotechnologien bei der Förderung.

Dennoch hat sich die Belichtungsproblem nun begonnen , die Aufmerksamkeit von der Forschungsgemeinschaft bekommen und von verschiedenen Forschungseinrichtungen in der ganzen Welt (zum Beispiel Hsu und Chein 6, Göhler et al. 9, Allen et al kürzlich hervorgehoben wurde. 10, Allen et al. 11, Al-Kattan et al. 12, Kaegi et al. 13, Hirth et al. 14, Shandilya et al. 15, 31, 33, Wohlleben et al. 16, Bouillard et al. 17, Ounoughene et al. 18). In Anbetracht der großflächigen Einsatz von nanostrukturierten Produkte in den kommerziellen Märkten, der wirksamste Ansatz zur Bewältigung des Problems wäre ein preemptives sein. Bei einem solchen Ansatz wird ein Produkt in einer solchen Weise , dass es "Nanosafe-by-Design" oder "Design for sicherer Nanotechnologie" (Morose 19) dh niedrige Emissions ist. Mit anderen Worten, maximiert sie ihre Vorteile in Problem bei seiner Verwendung zu lösen, während eine minimale Menge von Aerosolen in die Umgebung emittiert.

Um zu testen, die Nanosicherheit-by-Design während der Nutzungsphase eines nanostrukturierten Produkt präsentieren die Autoren eine geeignete experimentelle Methodikso in diesem Artikel zu tun. Diese Methode besteht aus zwei Arten von Ansuchen: (i) mechanische und (ii) Umwelt , die an das wirkliche Leben zu simulieren Ziel betont , auf die sich die Nanostruktur Produkt, ein Mauerziegel, wird während seiner Nutzungsphase unterzogen.

(I) Eine lineare Abriebvorrichtung, die die mechanische Aufforderung simuliert. Seine ursprüngliche und kommerzielle Form, wie in 1A gezeigt ist , ist in zahlreichen international anerkannten Prüfnormen wie ASTM D4060 20, ASTM D6037 21 und ASTM D1044 22 verwiesen. Nach Golanski et al. 23, durch seine robuste und benutzerfreundliches Design, ist seine ursprüngliche Form bereits für die Analyse der Leistung von Produkten wie Farben, Beschichtungen, Metall, Papier, Textil weit verbreitet in der Industrie verwendet wird, usw. Der Stress wird durch diese Vorrichtung angewendet entspricht dem typischen einem in einer häuslichen Umgebung angewendet wird, beispielsweise mit WanderSchuhe und Verschiebung von verschiedenen Objekten in einem Haushalt (Vorbau et al. 24 und Hassan et al. 25). In 1A bewegt sich ein horizontales Verschieben der Bar den Standard abradant in einem hin und her Bewegung über die Probenoberfläche. Die Abriebverschleiß auftritt, an der Kontaktfläche durch die Reibung an der Kontakt. Der Betrag des Abriebverschleiß kann durch Variation der normalen Last (F N) , die an der Oberseite des abradant wirkt variiert werden. Durch Ändern des Typs des abradant und normalen Belastungswert kann man die Abrasivität variieren und damit die mechanische Belastung. Morgeneyer et al. 26 haben darauf hingewiesen , dass der Stress Tensor während Abrieb zu messen ist , die aus normalen und tangentialen Komponenten. Die normale Belastung ist das direkte Ergebnis der normalen Last, das heißt von F N während die tangentiale Spannung das Ergebnis der the tangential wirkenden Reibungsprozess, gemessen als Kraft (F T) und es wirkt parallel oder antiparallel zu der Richtung , in der Abrieb stattfindet. In der ursprünglichen Form dieser Abriebsvorrichtung kann man nicht F T bestimmen. Daher kann die Rolle der mechanischen Spannungen während der Aerosolisierung ENM nicht vollständig bestimmt werden. Um diese Einschränkung zu beseitigen, wie al in Details von Morgeneyer et. 26 beschrieben, haben wir (a) geändert durch die bereits installierte horizontale Stahlstange ersetzt durch eine Nachbildung aus Aluminium Legierung 2024 und (b) angebracht , um einen DMS auf der Oberseite dieser replizierten Aluminiumlegierung bar. Dies ist in 1B gezeigt. Diese Dehnmessstreifen hat 1,5 mm aktive Messgitterlänge und 5,7 mm Raster Trägerlänge zu messen. Es besteht aus einer Konstantan-Folie 3,8 um Dicke und 1,95 ± 1,5% der Dehnungsfaktor aufweist.Eine korrekte Messung der mechanischen Spannungen werden durch einen dynamischen Dehnungsmessverstärker gewährleistet, die in Reihe mit dem Dehnungsmeßstreifen verbunden ist, wodurch eine zuverlässige Messung der in dem Sensor erzeugten Belastung ermöglicht. Die Daten über den Verstärker übertragen wird unter Verwendung von Datenerfassungs-Software erworben.

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Abbildung 1. Abrieb Geräte und DMS. Die kommerzielle Standardform des Taber - Abriebgerät (A) mit abrieb Geschwindigkeit, Dauer und Hublänge steuert. Die ursprünglich montierten Stahlstab wurde durch eine Aluminiumstange ersetzt und wurde weiter mit einem Dehnungsmesser ausgestattet (B) die Tangentialkraft (F T) zu messen. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

In dem trong> 2 ist die komplette Versuchsaufbau gezeigt wird , in dem Taber - Abrieb modifizierte Vorrichtung unter der Konformität eines nanosecured Arbeit Post platziert wird. Ein partikelfreie Luft wird innerhalb dieser Arbeit Post mit einer Flussrate von 31.000 l / min zirkuliert ständig. Es verfügt über einen Partikelfilter Effizienz von 99,99% und wurde bereits von Morgeneyer erfolgreich eingesetzt worden , et al. 27 in Staubigkeit Tests "verschiedene Nanopartikel.

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Abbildung 2. Versuchsaufbau (Shandilya et al. 31). Eine nanosecured Arbeit Möglichkeit , die Abriebtests und Echtzeit - Charakterisierung durchzuführen (sowohl qualitative als auch quantitavive) der erzeugten Aerosolpartikel. seinen Hintergrund Ein kleiner Teil der partikelfreie Luft strömt innerhalb der Abgabekammer durch einen Schlitz Partikel Konzentration Nummer zu beseitigen.pload / 53496 / 53496fig2large.jpg "target =" _ blank "> Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Der Motor der Abriebvorrichtung gehalten außerhalb und dessen linear gleitenden Teil ist in einem selbst entworfenen Emissionsmesskammer mit den Abmessungen 0,5 m × 0,3 m × 0,6 m, (Details in Le Bihan et al. 28) gehalten. Es hilft bei der Verhinderung der Motoremissionen "Abriebgerät aus in den Testergebnissen zu stören. Die Abtastung der erzeugten Aerosolpartikel innerhalb der Nähe einer radial symmetrischen Haube (Volumen 713 cm 3) durchgeführt. Durch Verwendung einer solchen Haube, die Aerosolpartikel Verluste aufgrund ihrer Ablagerung auf den Oberflächen minimiert werden. Der andere Vorteil beinhaltet Erhöhung der Aerosolteilchen Anzahlkonzentration aufgrund eines relativ geringeren Volumens der Haube in Bezug auf die Emissionsmesskammer. Dank dieser Einrichtung, eine Echtzeit-Charakterisierung und Analyse der Partikelaerosols immer während der Abrieb erzeugbar experimentell hinsichtlich ihrer Anzahl Konzentrationen Größenverteilungen, Elementzusammensetzungen und Formen durchgeführt werden. Nach Kulkarni et al. 5, Aerosole die Anzahlkonzentration von ENM können Teilchen als "die Anzahl der ENM in Einheit Kubikzentimeter Luft" definiert werden. In ähnlicher Weise wird die Größenverteilung der ENM Aerosolen "das Verhältnis der Menge eines ENM Eigenschaft (gewöhnlich Anzahl und Massenkonzentrationen), die mit Teilchen in einem bestimmten Grßenbereich exprimierenden".

Ein Partikelzähler (messbare Größe Bereich: 4 nm bis 3 & mgr; m) misst die Aerosolteilchen Anzahlkonzentration (PNC). Die Particle Sizer (messbare Größenbereich: 15 nm - 20 & mgr; m) messen die Partikelgrößenverteilung (PSD). Eine Aerosolpartikel sampler (in Einzelheiten von R'mili et al. 30) für die Partikelsammlung durch Filtrationstechnik auf einer porösen Kupfermaschengitter verwendet werden , die später im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) für verschiedene qualitative Analyse der freigesetzten Teilchen verwendet werden können.

(ii) Die Umwelt Aufforderung kann in einer Bewitterungskammer durch beschleunigte künstliche Bewitterung simuliert werden, in Abbildung 3 gezeigt. Wie durch Shandilya gezeigt et al. 31, können die Witterungsbedingungen in Übereinstimmung mit den internationalen Standards gehalten werden oder auf die je individuell angepasst werden Art der Simulation. (- 400 nm 300) mit einer optischen Strahlungsfilter installiert, um die UV-Belichtung wird über Xenon-Bogenlampe zur Verfügung gestellt. Die Wirkung der regen durch Besprühen entsalztem und gereinigtes Wasser auf sie simuliert. Ein Reservoir wird unter den Testproben angeordnet, um die Abflusswasser zu sammeln. Das gesammelte Wasser oder Sickerwasser können später die ENM Auslaugung Analyse durchzuführen verwendet werden.

figure-introduction-3
Abbildung 3. Bewitterungskammer. Die kommerzielle Form der Suntest XLS + Bewitterungskammer enthält eine Edelstahlhaube innerhalb dessen die nano - beschichteten Proben platziert werden. Das Wasserreservoir ist unter der Haube angeordnet , die die Quelle des Wassers im Inneren der Kapuze aufgesprüht werden. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Protokoll

HINWEIS: Die Technik, die in dem Protokoll vorgestellt wird hier nicht nur auf die dargestellten Testproben beschränkt, sondern kann auch für andere Proben verwendet werden.

1. künstliche Bewitterung [CEREGE Plattform, Aix en Provence]

  1. Nehmen Sie eine 250 ml Probe des deionisierten und gereinigten Wassers in ein Becherglas gesprüht werden. Tauchen Sie die Spitze des Wasserleitfähigkeit Meter ins Wasser. Beachten Sie die Wasserleitfähigkeit. Wiederholen Sie den Vorgang, und beachten Sie jedes Mal, wenn die Wasserleitfähigkeit.
    HINWEIS: Gemäß der ISO 16474 32, sollte es niemals höher sein als 5 & mgr; S / cm.
  2. Nach Messung der Leitfähigkeit, eine Verbindung mit dem Reservoir der Bewitterungskammer vorhanden unterhalb der Edelstahlhaube (siehe Abbildung 3) , um die Wasserquelle.
  3. Schließen Sie den Überlaufstutzen auf der Rückseite der Kammer mit einer Ablassöffnung durch eine Schlauchleitung.
  4. Legen Sie die Nano-Beschichtung Proben Wetter in die Edelstahlhaube und schließen Sie die Tür. Um EnAble eine statistische Auswertung der Ergebnisse, mit einem Minimum von drei identischen Nano-Beschichtung und Referenzproben.
  5. Auf der digitalen Konsole, die auf der Vorderseite der Bewitterungskammer, wählen Sie einen 2-Takt-h von 120 min von UV-Licht zusammengesetzt, 102 min trocken und 18 min Sprühwasser.
  6. Geben Sie die Anzahl der Zyklen gleich 2658, die zu 7 Monaten entspricht.
  7. Wählen Sie die Bestrahlungsstärke der Xenonbogenlampe gleich 60 ± 5 W / m 2.
  8. Stellen Sie die Umgebungstemperatur auf 38 ° C.
  9. Starten Sie den Bewitterungstest durch die LAUNCH-Taste auf der Konsole drücken.

2. Abrieb und ENM Aerosols Charakterisierung [INERIS S-NANO-Plattform, Verneuil]

HINWEIS: Vor der Verwendung vorge überprüfen die Partikelaerosolinstrumente auf einem Kalibrierstand von INERIS S-NANO-Plattform zu charakterisieren, die getrennte und bereits Referenzzähler Teile installiert umfasst. Durch ein bestimmtes Protokoll folgen, sicherzustellen, dass die Instrumente arbeiten properly.

  1. Montieren Sie alle Einheiten und in den Versuchsaufbau gezeigt Instrumente und die notwendigen Verbindungen wie in Abbildung 2 dargestellt (Einzelheiten zu den Einheiten und die Einrichtung von Instrumenten zur Verfügung gestellt werden , in Shandilya et al. 33).
  2. Schalten Sie die Zirkulation des partikelfreie Luft im Inneren des nanosecured workpost durch die FLUX ON-Taste drücken.
  3. Machen Sie diese Partikel frei von Luft durch die Emissionsmesskammer passieren durch Öffnen der Kammer und halten es in der nanosecured Arbeit Post öffnen.
  4. So stellen Sie das Experiment nach oben, schließen Sie den Partikelzähler direkt an den Emissionsmesskammer die momentane Anzahl Konzentration der Partikel in der Kammer zu messen. Beachten Sie die Konzentrationswert direkt auf dem Display Zähler.
  5. Während die partikelfreie Luft durch die Kammer passiert haben, fahren diese momentane Anzahl Konzentrationswert zu überwachen, bis er auf Null abfällt. Auf diese Weise sicherzustellen, dass dieKammer ist frei von jedem Hintergrund Teilchen.
  6. In der Zwischenzeit Anfasen der Kanten des Standard zylinderförmigen abradant mit seinem einen Ende in eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Schlitzes eines Werkzeuges mit der Abriebsvorrichtung vorgesehen sanft drehen.
  7. Verwendung eines digitalen Waage mit einer Messgenauigkeit von mindestens 0,001 g wiegen abgerieben die abradant und Probe werden.
  8. Ist das erledigt, fixieren Sie die gefast abradant auf die vertikale Achse des Abriebs Vorrichtung durch ein Spannfutter, die an dessen Unterseite.
  9. Stellen Sie das Produkt Nanostruktur werden sanft unter dem festen abradant abgeschliffen und fest fixieren seine Position auf dem Montagesystem.
  10. Öffnen Sie die Aerosolsammler und durch eine Pinzette verwenden, legen eine Kupfermaschengitter in dem Schlitz mit seiner helleren Seite nach oben. Setzen Sie ein Kreisring über das Gitter, es zu beheben.
  11. Schließen Sie den Sampler und verbinden Sie es mit einer Pumpe über einen Filter an einem Ende (dh in Richtung dunklere Seite des Gitters) und auf die Partikelquelle auf dem other Ende (dh in Richtung hellere Seite des Gitters). Montieren Sie die erforderliche Normallast auf der vertikalen Achse die toten Gewichte.
  12. Durch den Partikelzähler, prüfen Sie, ob die Hintergrundpartikel-Konzentration innerhalb der offenen Kammer auf Null gesunken ist. Wenn nicht, denn es warten. Wenn ja, schließen Sie die Tür des Emissionsmesskammer.
  13. Über die digitalen Konsolen auf den Instrumenten, stellen Sie manuell die Strömungsgeschwindigkeiten des Partikelzählers und die Sizer wie folgt: CPC- 1,5 l / min; SMPS- 0,3 l / min; APS 5 l / min
  14. Stellen Sie die Gesamtprobenahmedauer bei 20 min für alle diese drei Instrumente. Stellen Sie die Abrieb Dauer und Geschwindigkeit gleich 10 min und 60 Zyklen pro Minute jeweils in der Abriebgerät.
  15. Schließen Sie den DMS-dem dynamischen DMS-Messverstärker. Schließen Sie das dynamische DMS-Messverstärker an den Computer, die für die Datenerfassung verwendet werden sollen Software installiert werden.
  16. Öffnen Sie die Software.
  17. Klicken Sie auf NEW DAQ PROJECT oStift eine neue Datenerfassungsdatei.
  18. Stoppen Sie die Option für die Live-Datenerfassung von LIVE UPDATE klicken
  19. Klicken Sie auf 0 EXECUTE den Referenzsignalwert gleich Null zu setzen.
  20. Wechseln Sie zurück auf die Live-Datenerfassung von LIVE UPDATE klicken.
  21. Klicken Sie auf VISUALIZATION die Echtzeit-Grafik-Modus von Datendarstellung zu wählen.
  22. Klicken Sie auf Neu, um die Vorlagen zu öffnen.
  23. Wählen Sie die Option SCOPE PANEL, zum Beispiel.
  24. Starten Sie die Datenerfassung in den Partikelzähler und Sizer auf einmal.
  25. Nach einer Verzögerung von ca. 5 min, starten Sie den Abrieb.
  26. Klicken Sie in der Datenerfassungssoftware Fenster, um die DMS-Signale entsprechend dem laufenden Abrieb zu erwerben.
  27. Nach 2 min schalten Sie die Pumpe mit dem MPS verbunden.
  28. Halten den Pumpenlauf für 2 bis 4 min in Abhängigkeit von der Menge der Emission der Aerosolpartikel. HINWEIS: Die Anzahl von Aerosolpartikeln unter Verwendung von MPS abgetastete sollte in Nummer also optimal,weder zu knapp noch zu Überschuss was könnte eine gründliche mikroskopische Analyse verhindern.
  29. Sobald der Abrieb stoppt, schalten Sie die Datenerfassung durch einen Klick zu stoppen.
  30. Speichern Sie die erfassten Daten durch SAVE DATA Klick JETZT.
  31. Nachdem der Zähler und Sizer Erfassen von Daten zu stoppen, öffnen Sie die Emissionsmesskammer und wiegen wieder die abradant und abgerieben nanostrukturierte Produkt.
  32. Weiter den gesamten Prozess für jeden Abriebtest.
  33. Sobald die Abriebtests, überprüfen Sie noch einmal die drei Partikelaerosol charakterisierenden Instrumente sind auf der Kalibrierstand von INERIS S-NANO-Plattform.

3. TEM-Analyse der flüssigen Suspensions- Tropfenabscheidungstechnik [INERIS Kalibrierung Platform, Verneuil]

  1. Bereiten einer 1% Volumen verdünnten wässrigen Lösung der flüssigen Suspension (dh die "Farbe") durch Zusatz von 1 Teil der Beschichtungssuspension in 99 Teilen des gefilterten und deionisiertes Wasser.
  2. Öffnen Sie die Buchtr der Glimmentladung Maschine
  3. Legen Sie die folgenden Betriebsbedingungen: 0,1 mbar, 45 mA, 3 min Dauer.
  4. Um eine TEM-Kupfermaschengitter hydrophilem durch seine Plasmabehandlung zu machen, setzte sie auf das Metall. Schließen Sie den Deckel und den Motor starten. Nach 3 min, stoppt sie automatisch.
  5. Nehmen Sie die hydrophile gedreht Maschengitter mit einer Pinzette heraus. Legen Sie sie sanft mit seiner helleren Seite nach oben. Abzuscheiden einen Tropfen der verdünnten Lösung (8 & mgr; l ca..) Auf die hydrophile Maschengitter unter Verwendung einer Spritze.
  6. Trocknen Sie das Maschengitter in einer geschlossenen Kammer, so dass der Wassergehalt verdampft wird und die konstituierenden Teilchen Ruhe auf dem Gitter abgeschieden. Stellen Sie sicher, dass das Maschengitter nicht mit den Streupartikeln aufgeladen bekommt, die leicht als Kreis- oder Strangformen identifiziert werden können, die von Öl oder Rußpartikel charakteristisch sind.
  7. Einmal fertig, setzen Sie das Gitter in der TEM-Sonde und tragen die mikroskopische Analyse aus. [Elektronenspannung 120 kV Beschleunigungs, cf ] 31.
  8. Wenn das Raster zu laden erscheint mit Partikeln zu analysieren, den Verdünnungsanteil und Volumen der abgeschiedenen Tropfen verringern. Die maximale Lautstärke ein Bediener in der Lage ist, bis zu 12 & mgr; l in etwa gleich zu deponieren.

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Ergebnisse

Testproben
Die Protokolle in dem Artikel vorgestellt wurden auf drei verschiedene kommerzielle Produkte nanostrukturierten angewendet. Ein Fokus liegt hier auf die Einzelheiten des experimentellen Ansatzes:
(a) Alumosilikat brick verstärkt mit TiO 2 -Nanopartikel (11 cm x 5 cm x 2 cm). Sie findet ihre häufige Anwendung Fassaden in den Bau, Hauswände, Wandbekleidungen, Bodenbeläge usw. Die Materialeigenschaften zusammen mit einem Rasterel...

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Diskussion

Im vorliegenden Artikel, eine experimentelle Untersuchung der Nanosicherheits-by-Design von kommerziellen Produkte nanostrukturierten vorgestellt. Die Nanosicherheit-by-Design jedes Produkt kann in Bezug auf seine PNC und PSD untersucht werden, wenn es um die mechanischen Belastungen und Umwelt Bewitterung ausgesetzt ist. Die Produkte für die Studie ausgewählt sind Alumosilikat Ziegel mit TiO 2 Nanopartikel verstärkt, Glasur mit CeO 2 Nanopartikeln und Nanobeschichtungen mit photokatalytischer TiO ...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde im Rahmen des Labex SERENADE (ANR-11-LABX-0064) und des A*MIDEX-Projekts (ANR-11-IDEX-0001-02) durchgeführt, das vom französischen Regierungsprogramm Investissements d'Avenir finanziert und von der französischen Nationalen Forschungsagentur (ANR) verwaltet wird. Wir danken dem französischen Umweltministerium (DRC 33 und Programm 190) und ANSES (Nanodata Project 2012/2/154, APR ANSES 2012) für die Finanzierung der Arbeiten. Ebenso dankbar sind wir Olivier Aguerre-Chariol, Patrice Delalain, Morgane Dalle, Laurent Meunier, Pauline Molina und Farid Ait-Ben-Ahmad für ihre Zusammenarbeit und ihren Rat während der Experimente.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Photocal MasonryNanofrance TechnologiesPrüfmuster
Mauerstein (Ref. 901796)CastoramaHalterung für Testmuster
Optisches Mikroskop (Modell Imager.M1m)Carl Zeiss
MicroImaging GmbH		Für die mikroskopische Analyse
Energiedispersionsspektroskop (Modell X-max)Oxford InstrumentsFür Elementartechnik Analyse der Zusammensetzung
Transmissionselektronenmikroskop
(Modell CM12)		PhilipsFür die mikroskopische
Analyse Bewitterungskammer (Modell Suntest XLS+)AtlasFür beschleunigte künstliche Bewitterung
Xenon-Bogenlampe (Modell NXE 1700)Ametek SASUV-Strahlenquelle
Massenspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (Modell 7500cx)Agilent TechnologienFür die Analyse von Sickerwasser
Wasserproben
Taber linearer Abrieb (Modell 5750)Taber Inc.Für Abrieb
Taber H38 AbriebTaber Inc.Für Abrieb
Kondensationspartikelzähler 3775TSIZur Zählung der Anzahlkonzentration von Aerosolpartikeln
Aerodynamischer Partikelgrößenmesser 3321TSIZur Messung der Größe von Aerosolpartikeln 
Differential Mobility Analyzer 3081TSIZur Messung der Größe von Aerosolpartikeln 
Mini-PartikelsammlerEcomesureFür die Probenahme von Aerosolpartikeln
Gilian LFS-113 Persönliche Luftprobenahmepumpe mit niedrigem DurchflussSensidyneFür die Probenahme von Aerosolpartikeln

Referenzen

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