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Engineering

प्रायोगिक प्रोटोकॉल एक उत्पाद के कण Aerosolization जांच करने के लिए घर्षण के तहत और पर्यावरण अपक्षय के तहत

Published: September 16, 2016 doi: 10.3791/53496

Summary

इस अनुच्छेद में, एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के तहत घर्षण और पर्यावरण अपक्षय के तहत प्रस्तुत किया है एक उत्पाद के कण aerosolization जांच करने के लिए। इंजीनियर nanomaterials के उत्सर्जन, एयरोसौल्ज़ के रूप में प्रस्तुत कर रहे हैं पर परिणाम। विशिष्ट प्रयोगात्मक सेट अप में विस्तार से वर्णन किया गया है।

Introduction

नैनो में एक तेजी से परिपक्वता के साथ, अपनी उन्नति उल्लेखनीय गुण के साथ इंजीनियर Nanomaterials (ENM) युक्त उत्पादों की तेजी से व्यावसायीकरण से प्रेरित है। लेख में Potocnick 1 द्वारा वर्णित के रूप में 18 (5) नियमन 1169/2011, यूरोपीय आयोग द्वारा जारी की, ENM 'के रूप में किसी भी जानबूझकर निर्माण सामग्री, एक अबाध राज्य में या एक समग्र रूप में या एक ढेरी के रूप में परिभाषित किया जा सकता कणों से युक्त, और 50% नंबर आकार के वितरण में कणों की या उससे अधिक के लिए, एक या एक से अधिक बाहरी आयाम "आकार सीमा 1 एनएम के लिए 100 एनएम में है, जहां। इसके अलावा, ENM युक्त उत्पादों, या तो उनके ठोस थोक में या उनके ठोस सतहों पर या उनके तरल निलंबन में, Nanostructured उत्पादों के रूप में कहा जा सकता है। विभिन्न योगों और functionalizations साथ ENM के विभिन्न प्रकार के आवेदन और बजट की प्रकृति के अनुसार इस तरह के उत्पादों में इस्तेमाल किया जाता है। उत्पादों coati के रूप में हो सकता हैNGS, पेंट, टाइल्स, घर ईंटों, concret ई आदि।

जहां तक ​​अनुसंधान का संबंध है, एक भी नवाचारों कि नैनो के माध्यम से पूरा किया गया है पर प्रकाशनों की भारी संख्या में मिल सकता है। इस विशाल शोध के बावजूद, ENM की अपील लक्षण उनकी प्रवृत्ति के कारण संभावित स्वास्थ्य या पर्यावरण के खतरों के लिए जांच के तहत कर रहे हैं, उदाहरण के Oberdorster एट अल के लिए उपयोग या nanostructures उत्पादों के प्रसंस्करण (के दौरान जारी की या एयरोसौल्ज़ के रूप में हवा में उत्सर्जित करने के लिए 2, Le Bihan एट अल। 3 और Houdy एट अल। 4)। कुलकर्णी एट अल। 5 गैसीय माध्यम में ठोस या तरल कणों के निलंबन के रूप में एक एयरोसोल परिभाषित करता है। सू और Chein 6 दिखा दिया है कि का उपयोग करें या एक nanostructured उत्पाद के प्रसंस्करण के दौरान, एक nanostructured उत्पाद विभिन्न यांत्रिक तनाव और पर्यावरण अपक्षय जो एक ऐसी सुविधा प्रदान करने के अधीन हैउत्सर्जन।

मेनार्ड 7 के अनुसार, जोखिम पर, ENM के इन एयरोसौल्ज़ मानव जीव के साथ साँस लेना या त्वचीय संपर्कों के माध्यम से बातचीत कर सकते हैं और शरीर जिसके फलस्वरूप कैंसर लोगों सहित विभिन्न हानिकारक प्रभाव, कारण हो सकता है अंदर जमा हो। इस प्रकार, ENM उत्सर्जन घटना की गहन समझ के रूप में Shatkin एट अल। 8 से उल्लेख किया है, nanostructured उत्पादों की अभूतपूर्व उपयोग को देखते हुए सर्वोच्च महत्व का है। यह केवल अप्रत्याशित स्वास्थ्य से संबंधित अपने जोखिम से उत्पन्न होने वाली जटिलताओं से बचने में भी, लेकिन Nanotechnologies में जनता का विश्वास को प्रोत्साहित करने में मदद नहीं कर सकता।

फिर भी, जोखिम से संबंधित समस्या अब अनुसंधान समुदाय द्वारा ध्यान हो रही शुरू कर दिया है और हाल ही में दुनिया भर में विभिन्न अनुसंधान इकाइयों से प्रकाश डाला गया है (उदाहरण के लिए, सू और Chein 6, Göhler एट अल। 9, एलन एट अल। एट अल। 11, अल-Kattan एट अल। 12, Kaegi एट अल। 13, Hirth एट अल। 14, शांडिल्य एट अल। 15, 31, 33, Wohlleben एट अल। 16, Bouillard एट अल। 17 Ounoughene एट अल। 18)। वाणिज्यिक बाजारों में nanostructured उत्पादों की बड़े पैमाने पर तैनाती को देखते हुए, सबसे प्रभावी तरीका समस्या से निपटने के लिए एक रिक्तिपूर्व एक होगा। इस तरह के एक दृष्टिकोण में, एक उत्पाद का इस तरह से है कि यह "nanosafe द्वारा डिजाइन" या "सुरक्षित नैनो के लिए डिजाइन" (उदास 19) यानी, कम छोड़नेवाला है में बनाया गया है। दूसरे शब्दों में, यह अपने प्रयोग के दौरान हल करते समय वातावरण में एयरोसौल्ज़ की एक न्यूनतम राशि उत्सर्जन समस्या में उनके लाभ अधिकतम हो।

एक nanostructured उत्पाद के उपयोग के चरण के दौरान nanosafety द्वारा डिजाइन परीक्षण करने के लिए, लेखकों के लिए एक उपयुक्त प्रयोगात्मक कार्यप्रणाली पेशवर्तमान लेख में ऐसा करते हैं। (I) यांत्रिक और (ii) पर्यावरण जो उद्देश्य वास्तविक जीवन का अनुकरण करने के लिए जोर दिया है जो nanostructured उत्पाद, एक चिनाई ईंट पर, इसके उपयोग के चरण के दौरान के अधीन है: इस पद्धति अनुरोध के दो प्रकार के होते हैं।

(I) एक रेखीय घर्षण उपकरण है जो यांत्रिक कानूनन simulates। अपने मूल और वाणिज्यिक रूप है, के रूप में चित्रा 1 ए में दिखाया गया है, ASTM D4060 20, ASTM D6037 21 और ASTM D1044 22 जैसे कई अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता परीक्षण मानकों में संदर्भित है। कारण अपनी मजबूत और उपयोगकर्ता के अनुकूल डिजाइन करने के लिए अल। Golanski एट 23, के अनुसार, अपने मूल रूप में पहले से ही व्यापक रूप से उद्योगों में पेंट, कोटिंग, धातु, कागज, कपड़ा, आदि किया जा रहा है तनाव जैसे उत्पादों के प्रदर्शन का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है इस तंत्र के माध्यम से आवेदन किया है, एक घरेलू सेटिंग में लागू ठेठ एक से मेल खाती है, उदाहरण के लिए, के साथ घूमनाजूते और एक घर में विभिन्न वस्तुओं के विस्थापन (Vorbau एट अल। 24 और हसन एट अल। 25)। चित्रा 1 ए में, एक क्षैतिज पट्टी को विस्थापित करने के लिए और नमूना की सतह पर प्रस्ताव fro एक में मानक abradant ले जाता है। घर्षण पहनने के संपर्क में घर्षण के कारण संपर्क सतह पर होता है। घर्षण पहनने की भयावहता सामान्य लोड (एफ एन) जो abradant के शीर्ष पर कार्य करता है अलग से अलग किया जा सकता है। abradant और सामान्य लोड मूल्य के प्रकार बदल रहा है, एक चेहरे और इसलिए यांत्रिक तनाव भिन्न हो सकते हैं। Morgeneyer एट अल। 26 से बाहर बताया है कि तनाव tensor घर्षण के दौरान मापा जा करने के लिए सामान्य और स्पर्शरेखा घटकों से बना है। सामान्य तनाव सामान्य लोड, यानी, एफ एन के के प्रत्यक्ष परिणाम है जबकि स्पर्शरेखा तनाव वीं का परिणाम हैई स्पर्शरेखीय घर्षण की प्रक्रिया, बल (एफ टी) के रूप में मापा अभिनय और यह जिस दिशा में घर्षण जगह लेता के समानांतर या विरोधी समानांतर कार्य करता है। इस घर्षण तंत्र के मूल रूप में, एक एफ टी निर्धारित नहीं कर सकता। इसलिए, ENM की aerosolization दौरान यांत्रिक तनाव की भूमिका पूरी तरह से निर्धारित नहीं किया जा सकता है। अल। Morgeneyer एट 26 से विवरण में वर्णित के रूप में, इस सीमा के उन्मूलन के लिए, हम हैं (क) यह एल्यूमीनियम मिश्र धातु 2024 में एक प्रतिकृति द्वारा पहले से स्थापित क्षैतिज इस्पात पट्टी की जगह से संशोधित और (ख) घुड़सवार ऊपर की सतह पर एक दबाव नापने का यंत्र इस दोहराया एल्यूमीनियम मिश्र धातु पट्टी की। यह चित्रा 1 बी में दिखाया गया है। इस तनाव गेज सक्रिय मापने ग्रिड लंबाई 1.5 मिमी और ग्रिड वाहक लंबाई मापने का 5.7 मिमी है। यह मोटाई 3.8 माइक्रोन और गेज कारक के 1.95 ± 1.5% होने के एक constantan पन्नी से बना है।यांत्रिक तनाव का एक उचित माप एक गतिशील तनाव गेज एम्पलीफायर जो तनाव गेज करने के लिए श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, इस प्रकार के तनाव गेज में उत्पादन का एक विश्वसनीय माप की अनुमति के माध्यम से सुनिश्चित कर रहे हैं। एम्पलीफायर के माध्यम से प्रेषित डेटा डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर का उपयोग कर अधिग्रहण कर लिया है।

आकृति 1
चित्रा 1. घर्षण उपकरण और तनाव नापने का यंत्र। Taber घर्षण तंत्र (ए) घर्षण गति, अवधि और स्ट्रोक की लंबाई नियंत्रण के साथ की व्यावसायिक मानक के रूप में। मूल रूप से मुहिम शुरू की इस्पात बार एक एल्यूमीनियम पट्टी द्वारा बदल दिया गया था और आगे एक तनाव गेज के साथ सुसज्जित किया गया (बी) स्पर्शरेखा बल (एफ टी) को मापने के लिए। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

में trong> चित्रा 2, पूरा प्रयोगात्मक सेट अप जहां इस संशोधित Taber घर्षण तंत्र एक nanosecured काम पद के अनुरूप तहत रखा गया है दिखाया गया है। एक कण मुक्त हवा लगातार 31,000 एल / मिनट के प्रवाह की दर पर इस काम पोस्ट के अंदर घूम रहा है। यह 99.99% की एक कण फिल्टर क्षमता है और पहले से ही कर दिया गया सफलतापूर्वक विभिन्न नैनोकणों 'Dustiness परीक्षणों में Morgeneyer एट अल। 27 से कार्यरत है।

चित्र 2
चित्रा 2. प्रयोगात्मक सेट अप (शांडिल्य एट अल। 31)। एक nanosecured काम सुविधा उत्पन्न एयरोसोल कणों के घर्षण परीक्षण और वास्तविक समय लक्षण वर्णन (दोनों गुणात्मक और quantitavive) बाहर ले जाने के लिए। कण मुक्त हवा का एक छोटा सा अंश इसकी पृष्ठभूमि कणों नंबर एकाग्रता को समाप्त करने के उत्सर्जन कक्ष के अंदर एक स्लॉट के माध्यम से गुजरता है।पलोड करें / 53496 / 53496fig2large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

घर्षण तंत्र की मोटर (Le Bihan में विवरण एट अल। 28) आयामों के साथ बाहर रखा जाता है और इसकी रपट रैखिक हिस्सा एक आत्म डिजाइन उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर के अंदर रखा जाता है, 0.5 मीटर × 0.3 मीटर × 0.6 मीटर। यह परीक्षण के परिणाम में हस्तक्षेप से घर्षण तंत्र 'मोटर उत्सर्जन को रोकने में मदद करता है। उत्पन्न एयरोसोल कणों का नमूना एक रेडियल सममित हुड (713 सेमी 3 की मात्रा) की निकटता के अंदर किया जाता है। इस तरह के एक डाकू का काम करके, एयरोसोल कणों सतहों पर उनके बयान की वजह से नुकसान को कम किया जा सकता है। अन्य लाभ उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर के लिए सम्मान के साथ हुड की एक अपेक्षाकृत कम मात्रा की वजह से एयरोसोल कणों नंबर एकाग्रता में वृद्धि भी शामिल है। इस के लिए धन्यवाद एक वास्तविक समय लक्षण वर्णन और कण एयरोसोल के विश्लेषण की स्थापना की,घर्षण पहनने के दौरान उत्पन्न हो रही है उनकी संख्या सांद्रता, आकार वितरण, मौलिक रचनाओं और आकार के मामले में प्रयोगात्मक किया जा सकता है। कुलकर्णी एट अल। 5 के अनुसार, ENM की संख्या एकाग्रता एयरोसौल्ज़ कणों के रूप में "हवा की इकाई घन सेंटीमीटर में ENM वर्तमान की संख्या" में परिभाषित किया जा सकता है। इसी तरह, ENM एयरोसौल्ज़ के आकार के वितरण "रिश्ता एक ENM संपत्ति (आमतौर पर नंबर और बड़े पैमाने पर सांद्रता) एक दिया आकार सीमा में कणों के साथ जुड़े की मात्रा व्यक्त" है।

एक कण काउंटर (औसत दर्जे का आकार सीमा: 4 3 माइक्रोन तक एनएम) एयरोसोल उपायों नंबर एकाग्रता (पीएनसी) कणों। कण sizers (औसत दर्जे का आकार सीमा: 15 एनएम - 20 माइक्रोन) कण आकार के वितरण (PSD) को मापने। एक एयरोसोल कणों नमूना (R'mili एट अल द्वारा विवरण में वर्णित है।

(ii) पर्यावरण कानूनन एक अपक्षय कक्ष में त्वरित कृत्रिम अपक्षय, 3 चित्र में दिखाया के माध्यम से नकली किया जा सकता है। शांडिल्य एट अल द्वारा दिखाया गया है। 31, मौसम की स्थिति के अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुरूप रखा जा सकता है या के आधार पर अनुकूलित किया सिमुलेशन के प्रकार। (- 400 एनएम 300) एक ऑप्टिकल विकिरण फिल्टर के साथ स्थापित यूवी जोखिम क्सीनन चाप दीपक के माध्यम से प्रदान की जाती है। बारिश की कार्रवाई उन पर विआयनीकृत और शुद्ध पानी के छिड़काव से नकली है। एक जलाशय अपवाह पानी इकट्ठा करने के लिए परीक्षण के नमूने के नीचे रखा गया है। एकत्र पानी या leachate ENM लीचिंग विश्लेषण करने के लिए बाद में इस्तेमाल किया जा सकता है।

चित्रा 3. अपक्षय चैंबर। Suntest XLS + अपक्षय चैम्बर के वाणिज्यिक प्रपत्र एक स्टेनलेस स्टील हुड जो अंदर nanocoated नमूने रखा जाता है शामिल हैं। पानी जलाशय हुड जो पानी हुड के अंदर छिड़काव किया जा करने का स्रोत है के नीचे रखा गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Protocol

नोट: तकनीक प्रोटोकॉल यहाँ में प्रस्तुत ही प्रस्तुत नमूने परीक्षण के लिए ही सीमित नहीं है, लेकिन साथ ही अन्य नमूने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

1. कृत्रिम अपक्षय [CEREGE प्लेटफार्म, ऐक्स एन प्रोवंस]

  1. विआयनीकृत और शुद्ध पानी की एक 250 मिलीलीटर नमूना लेने के लिए एक बीकर में छिड़काव किया जा सके। पानी में पानी चालकता मीटर की नोक विसर्जित कर दिया। नोट पानी चालकता। प्रक्रिया को दोहराएं और पानी चालकता हर बार ध्यान दें।
    नोट: आईएसओ 16474 32 के अनुसार, यह कभी नहीं 5 μS / सेमी से अधिक होना चाहिए।
  2. चालकता को मापने के बाद, स्टेनलेस स्टील हुड के नीचे अपक्षय चैम्बर वर्तमान के जलाशय में पानी के स्रोत से कनेक्ट (3 चित्र में दिखाया गया है)।
  3. एक नली पाइप के माध्यम से एक नाली खोलने के लिए चैम्बर की पीठ पर अतिप्रवाह टोंटी कनेक्ट करें।
  4. मौसम के nanocoating नमूनों स्टेनलेस स्टील हुड में रखें और दरवाजा बंद कर दें। enab करने के लिएLe परिणामों की एक सांख्यिकीय मूल्यांकन, तीन समान nanocoating और संदर्भ के नमूने की एक न्यूनतम का उपयोग करें।
  5. डिजिटल कंसोल पर, अपक्षय चैम्बर के मोर्चे पर मौजूद है, एक 2 घंटा पराबैंगनी प्रकाश की 120 मिनट, 102 मिनट सूखी और 18 मिनट पानी स्प्रे की रचना चक्र का चयन करें।
  6. 2658 जो 7 महीने से मेल खाती है के बराबर चक्रों की संख्या दर्ज करें।
  7. क्सीनन चाप दीपक को 60 ± 5 डब्ल्यू / एम 2 का बराबर का विकिरण स्तर चुनें।
  8. 38 डिग्री सेल्सियस पर परिवेश के तापमान सेट करें।
  9. कंसोल पर लांच बटन दबाकर अपक्षय परीक्षण शुरू करो।

2. घर्षण और ENM एयरोसौल्ज़ विशेषता [INERIS एस नैनो प्लेटफार्म, Verneuil]

नोट: उपयोग करने से पहले, पूर्व सत्यापित करने के कण एयरोसोल INERIS एस नैनो मंच का एक अंशांकन बेंच जो अलग है और पहले से स्थापित संदर्भ काउंटर भागों के शामिल हैं पर उपकरणों निस्र्पक। एक विशिष्ट प्रोटोकॉल का पालन करके, यह सुनिश्चित करें कि उपकरणों सहारा काम कर रहे हैंerly।

  1. सभी इकाइयों और प्रयोगात्मक सेट अप में दिखाया गया उपकरणों को इकट्ठा करने और चित्रा 2 में दिखाया गया है (इकाइयों पर विवरण और उपकरणों की स्थापना शांडिल्य एट अल। 33 में प्रदान की जाती हैं) आवश्यक कनेक्शन बनाते हैं।
  2. बटन पर प्रवाह दबाकर nanosecured workpost अंदर कण मुक्त हवा के संचलन पर स्विच करें।
  3. कक्ष खोलने और इसे nanosecured काम पोस्ट के अंदर खुले रखे द्वारा उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर के माध्यम से पारित करने के लिए इस कण मुक्त हवा बनाओ।
  4. प्रयोग की स्थापना करने के लिए, कक्ष के अंदर कणों की तात्कालिक नंबर एकाग्रता को मापने के लिए उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर के लिए सीधे कण काउंटर कनेक्ट। प्रदर्शन काउंटर पर सीधे एकाग्रता मूल्य का निरीक्षण करें।
  5. कण मुक्त हवा कक्ष के माध्यम से गुजर रहा है, वहीं इस तात्कालिक नंबर एकाग्रता मूल्य पर नजर रखने के लिए जारी रखने के लिए जब तक यह शून्य करने के लिए चला जाता है। इस तरह, यह सुनिश्चित करें किचैम्बर किसी भी पृष्ठभूमि कण से मुक्त है।
  6. इस बीच में, धीरे घर्षण उपकरण के साथ प्रदान की एक उपकरण के स्लॉट के अंदर करने के लिए और गति इधर-उधर एक में अपनी एक छोर बदल कर मानक cylindrically आकार abradant के किनारों नाला।
  7. , Abradant और नमूना कम से कम 0,001 ग्राम की एक माप परिशुद्धता के साथ एक डिजिटल संतुलन का उपयोग तौलना abraded किया जाना है।
  8. एक बार किया है, उसके नीचे एक चक वर्तमान के माध्यम से घर्षण तंत्र के ऊर्ध्वाधर शाफ्ट को chamfered abradant तय कर लो।
  9. nanostructured उत्पाद की जगह तय abradant के नीचे धीरे abraded किया जाना है और मजबूती से बढ़ते प्रणाली पर अपनी स्थिति को ठीक।
  10. एयरोसोल नमूना खोलें और, एक चिमटी से नोचना का उपयोग करके, ऊपर की ओर इसके उज्जवल पक्ष के साथ स्लॉट के अंदर एक तांबे के जाल ग्रिड जगह है। ग्रिड पर एक परिपत्र अंगूठी रखो इसे ठीक करने के लिए।
  11. अन्य संगठनों पर पारखी बंद करो और यह एक पंप से कनेक्ट एक फिल्टर के माध्यम से एक छोर पर (यानी, ग्रिड के काले पक्ष की ओर) और कण स्रोत के लिएएर अंत (यानी, ग्रिड के उज्जवल पक्ष की ओर)। ऊर्ध्वाधर शाफ्ट मृत वजन का उपयोग पर आवश्यक सामान्य लोड माउंट।
  12. कण काउंटर के माध्यम से, अगर जांच पृष्ठभूमि कणों एकाग्रता खुले चैम्बर के अंदर शून्य करने के लिए गिरा दिया गया है। यदि नहीं, तो इसके लिए प्रतीक्षा करें। यदि हाँ, उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर का दरवाजा बंद कर दें।
  13. के माध्यम से उपकरणों पर डिजिटल शान्ति, मैन्युअल कण काउंटर का प्रवाह दरों और sizers के रूप में स्थापित: CPC- 1.5 एल / मिनट; SMPS- 0.3 एल / मिनट; APS- 5 एल / मिनट
  14. इन सभी तीन उपकरणों के लिए 20 मिनट पर कुल नमूना अवधि सेट करें। घर्षण तंत्र में क्रमश: घर्षण अवधि और गति 10 मिनट के बराबर और प्रति मिनट 60 चक्र निर्धारित करें।
  15. गतिशील तनाव गेज एम्पलीफायर को तनाव गेज कनेक्ट करें। कंप्यूटर जो उस में स्थापित सॉफ्टवेयर का उपयोग कर डाटा अधिग्रहण के लिए इस्तेमाल किया जाएगा करने के लिए गतिशील तनाव गेज एम्पलीफायर कनेक्ट करें।
  16. सॉफ्टवेयर खोलें।
  17. क्लिक करें, नया DAQ परियोजना ओ कोकलम एक नया डाटा अधिग्रहण फ़ाइल।
  18. लाइव अपडेट क्लिक करके लाइव डाटा अधिग्रहण के लिए विकल्प बंद करो
  19. 0 शून्य के बराबर संदर्भ संकेत मान सेट करने के लिए क्लिक करें निष्पादित करें।
  20. लाइव अपडेट क्लिक करके जीना डेटा अधिग्रहण पर वापस जाएं।
  21. डेटा प्रतिनिधित्व के वास्तविक समय चित्रमय मोड का चयन करने VISUALIZATION क्लिक करें।
  22. टेम्पलेट्स खोलने के लिए नया क्लिक करें।
  23. उदाहरण के लिए विकल्प स्कोप कक्ष का चयन करें।
  24. एक बार में कण काउंटर और sizers में डाटा अधिग्रहण शुरू करो।
  25. लगभग एक विलंब के बाद। 5 मिनट, घर्षण शुरू करते हैं।
  26. चल रहे घर्षण के लिए इसी तनाव गेज संकेतों के अधिग्रहण के लिए डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर विंडो में प्रारंभ क्लिक करें।
  27. 2 मिनट के बाद, एमपीएस से जुड़े पंप पर स्विच।
  28. एयरोसोल कणों के उत्सर्जन की मात्रा पर निर्भर करता है 4 मिनट - 2 के लिए पंप चालू रखने के लिए। नोट: एमपीएस का उपयोग कर जांचा एयरोसोल कणों की संख्या, संख्या IE में इष्टतम होना चाहिएन तो बहुत दुर्लभ और न ही बहुत अधिशेष एक पूरी तरह से रोकने के सूक्ष्म विश्लेषण हो सकता है।
  29. एक बार घर्षण बंद हो जाता है, बंद करो क्लिक करके डाटा अधिग्रहण बंद।
  30. अब बचा डेटा पर क्लिक करके प्राप्त डेटा को बचाओ।
  31. बाद काउंटर और sizers डेटा प्राप्त रोक, उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर खोलने के लिए और फिर abradant और abraded nanostructured उत्पाद वजन।
  32. हर घर्षण परीक्षण के लिए पूरी प्रक्रिया को जारी रखें।
  33. एक बार घर्षण परीक्षण, एक बार फिर निस्र्पक उपकरणों INERIS एस नैनो प्लेटफार्म की जांच के बेंच पर तीन कण एयरोसोल की पुष्टि करें।

3. तरल Suspensions- ड्रॉप बयान तकनीक का मंदिर विश्लेषण [INERIS कैलिब्रेशन प्लेटफार्म, Verneuil]

  1. तरल निलंबन की एक 1% मात्रा पतला जलीय घोल तैयार करें (यानी, 'रंग') फ़िल्टर और de-ionized पानी के 99 भागों में कोटिंग निलंबन के 1 हिस्सा जोड़कर।
  2. कोव खोलेंचमक निर्वहन मशीन के आर
  3. निम्नलिखित परिचालन की स्थिति सेट: 0.1 मिलीबार, 45 मा, 3 मिनट की अवधि।
  4. आदेश में एक मंदिर तांबा जाल ग्रिड अपने प्लाज्मा उपचार द्वारा हाइड्रोफिलिक बनाने के लिए, धातु स्टैंड पर डाल दिया। कवर बंद और मोटर शुरू करते हैं। 3 मिनट के बाद, यह स्वचालित रूप से बंद हो जाता है।
  5. एक चिमटी से नोचना का उपयोग कर हाइड्रोफिलिक कर दिया जाल ग्रिड बाहर ले जाओ। यह धीरे जगह अपनी उज्जवल पक्ष के साथ। (8 μl लगभग।) पतला समाधान की एक बूंद एक सिरिंज का उपयोग हाइड्रोफिलिक जाल ग्रिड पर जमा।
  6. एक बंद कक्ष में जाल ग्रिड सूखी इतना है कि पानी की सामग्री सुखाया जाता है और घटक कणों ग्रिड पर जमा बाकी। सुनिश्चित करें कि जाल ग्रिड आवारा कणों जो आसानी से गोल या किनारा आकार जो तेल या कालिख कणों के लक्षण हैं के रूप में पहचाना जा सकता है के साथ आरोप लगाया नहीं मिलता है सुनिश्चित करें।
  7. एक बार तैयार, मंदिर जांच में ग्रिड डाल दिया है और सूक्ष्म विश्लेषण के लिए बाहर ले। [इलेक्ट्रॉन को तेज वोल्टेज 120 केवी, सीएफ 31।
  8. ग्रिड भी लादेन के कणों के साथ विश्लेषण करने के लिए प्रकट होता है, कमजोर पड़ने प्रतिशत और जमा बूंद की मात्रा कम है। अधिकतम मात्रा एक ऑपरेटर जमा करने के लिए सक्षम है 12 μl के लगभग बराबर है।

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Representative Results

परीक्षण के नमूने
लेख में प्रस्तुत प्रोटोकॉल तीन अलग-अलग वाणिज्यिक nanostructured उत्पादों के लिए लागू किया गया। एक ध्यान प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के विवरण पर यहाँ डाल दिया जाता है:
(क) alumino सिलिकेट ईंट 2 Tio नैनोकणों के साथ मजबूत बनाया, (11 सेमी एक्स 5 सेमी x 2 सेमी)। यह facades, घर की दीवारों, दीवार टाइल, फुटपाथ आदि के निर्माण में अपनी लगातार आवेदन पाता क्रमशः चित्रा 4 एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि के साथ साथ अपने गुण सामग्री तालिका 1 में दिखाया गया है और कर रहे हैं।

चित्रा 4
चित्रा 4. SEM Nanostructured Alumino सिलिकेट ईंट का चित्र (शांडिल्य एट अल। 33)। Microsized बक्से या सतह asperities साथ किसी न किसी सतह छवि में देखा जा सकता है। इन सतह प्रकार की अनियमितताएं होती एबी के साथ बातचीतघर्षण के दौरान radant। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

गुण मूल्य
रचना अल, सी, सीए, तिवारी
आरएमएस खुरदरापन 7 माइक्रोन
2 Tio की औसत प्राथमिक कण आकार <20 एनएम
लोचदार मापांक 20 GPA (लगभग।)
जहर के अनुपात 0.2
Vickers कठोरता 800 (लगभग।)

तालिका 1: Nanostructured Alumino सिलिकेट ईंट की सामग्री गुणों।

(ख) Photocatalytic क्रमश dispersants के रूप में एक PMMA और मादक आधार के साथ anatase टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोकणों से मिलकर nanocoatings। दो nanocoatings का संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (मंदिर) विश्लेषण, आंकड़े 5 (ए) और (बी) में दिखाया गया है, पूर्व के मामले में औसत 2 Tio कण आकार 8 ± 4 एनएम के बराबर का पता चलता है, जबकि बाद में 25 ± 17 एनएम। इसके अलावा, दो अलग चरणों (ग्रे रंग में) छितरे के योगदान के लिए और शामिल 2 Tio नैनोकणों (पिच काले रंग में) भी मनाया जा सकता है। दो nanocoatings में टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोकणों की मात्रा प्रतिशत ही है और 1.1% के बराबर हैं। ऊर्जा फैलानेवाला एक्स-रे विश्लेषण दो nanocoatings की मौलिक रचना, ड्रॉप बयान तकनीक के लिए प्रोटोकॉल के बाद के बाद प्राप्त की (EDX), इसी तरह की टिप्पणियों यानी दिखाने के लिए, सी (मास में 60 से 65%), ओ (15 से 20 मास में%) और तिवारी (मास में 10 से 15%)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दोनों एक nanocoatingsपुन इमारतों जो ईंट, कंक्रीट, आदि की तरह आम तौर पर असुरक्षित हैं की बाहरी सतह पर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से निर्मित इसलिए, सब्सट्रेट nanocoating आवेदन के लिए चुना एक वाणिज्यिक सादे चिनाई ईंट (× 5 सेमी × 5 सेमी 11 सेमी) था।

चित्रा 5
चित्रा 5. नैनोकणों के मंदिर छवि के साथ (ए) PMMA और (बी) dispersants क्रमशः मादक बेस (शांडिल्य एट अल। 33) Nanocoatings में मौजूद है। इसके अलावा विभिन्न घटक से दो nanocoatings के आकार नैनोकणों, उनके व्यक्तिगत morphologies हैं यह भी विभिन्न यानी, पूर्व जबकि बाद के लिए असहाय के लिए संरचना की तरह बादल। एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करेंयह आंकड़ा की।

(ग) पारदर्शी शीशे का आवरण के सीईओ 2 के नैनोकणों 10 एनएम के एक प्राथमिक आकार के होने से मिलकर एडिटिव। यह 1.3% की मात्रा प्रतिशत के साथ शीशे का आवरण में छितरी हुई है। इस तरह के शीशे का आवरण आम तौर पर बाहर से पेंट लकड़ी सतहों झूठ बोल रही है उनके अंतिम मलिनकिरण के प्रति संरक्षण प्रदान करने के लिए और समय के साथ अपक्षय पर लागू किया जाता है। आंकड़े 6A और बी, मंदिर छवि और एक नमूना बूंद की मौलिक रचना विश्लेषण में क्रमश दिखाए जाते हैं।

चित्रा 6
चित्रा 6:। मंदिर छवि और एक नमूना ड्रॉप मंदिर छवि (ए) और एक नमूना बूंद की मौलिक रचना विश्लेषण (बी) के मौलिक रचना विश्लेषण से पता चला रहे हैं एक बड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करेंयह आंकड़ा का संस्करण।

Nanostructured ईंट से उत्सर्जन
Nanostructured ईंट (एम टी) घर्षण के दौरान की कुल पहना द्रव्यमान का विकास चित्रा 7 में एफ एन के संबंध में दिखाया गया है। एफ एन के प्रत्येक मान के लिए, घर्षण परीक्षण तीन बार दोहराया गया है। यह विकास एफ एन = 10.5 एन जिसके बाद यह अप्रत्याशित रूप से उच्च भार के लिए बढ़ जाती है के लिए एक रेखीय पथ का अनुसरण करने के लिए प्रकट होता है। मानक विचलन, पहना जन के मूल्यों में मापा जाता है, 0 से 0.023 जी को लेकर। प्रत्येक घर्षण परीक्षण के दौरान abradant का पहना बड़े पैमाने पर कम से कम 2% ईंट की कि इसलिए नगण्य था।

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चित्रा 7. सामान्य लोड के एक समारोह के रूप में पहनने के लिए बड़े पैमाने पर। नीरसता लगातार बढ़ रही सामान्य लोड के साथ अपने घर्षण (शांडिल्य एट अल। 33) के दौरान ईंट बढ़ जाती है की कुल पहना बड़े पैमाने पर यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 8 में, उत्सर्जित एयरोसोल कणों की unimodal PSD एफ एन के विभिन्न मूल्यों के लिए दिखाए जाते हैं। प्रत्येक मान के लिए, घर्षण परीक्षण तीन बार दोहराया गया है। एक बढ़ती हुई एफ एन के साथ, PSD की विधा भी बढ़ रही है। हालांकि, 10.5 एन से परे है, नंबर एकाग्रता चोटी या अधिकतम कण नंबर एकाग्रता ~ 645 सेमी पर स्थिर बनी हुई है -3।

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सामान्य लोड के एक समारोह के रूप में चित्रा 8. एयरोसोल कणों का आकार। कण आकार के वितरण के मोडल आकार (PSD) सामान्य लोड के साथ उत्सर्जित एयरोसोल कणों का बढ़ता घटता (शांडिल्य एट अल। 33) का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें यह आंकड़ा।

चित्रा 9 ए में कुल पीएनसी के विकास एफ एन के संबंध में दिखाया गया है। कणों 20-500 एनएम की सीमा में आकार होने के लिए, यह जिसके बाद यह कम हो रही शुरू होता है 10.5 एन अप करने के लिए वृद्धि करने के लिए प्रकट होता है। 0.5 के लिए - 20 माइक्रोन आकार सीमा, यह लगातार बढ़ जाती है। हालांकि, यह एक निरंतर मूल्य में वृद्धि एफ टी के संबंध में कुल पीएनसी के व्यवहार 10.5 एन से परे दृष्टिकोण करने के लिए हालांकि, लगता है चित्रा 9B में दिखाया गया है अलग अलग रूप में यह नीरसता बढ़ जाती है। इसी तरह की एक अवलोकन PSD मोड के लिए भी मनाया जा सकता है।

9 चित्रा
9 चित्रा उत्सर्जित एयरोसोल कणों। (ए) कुल उत्सर्जित एयरोसोल एयरोसोल कणों की संख्या एकाग्रता (पीएनसी) सामान्य लोड के एक समारोह के रूप में कणों (शांडिल्य एट अल। 34) (बी) के कुल पीएनसी और स्पर्शरेखा लोड के एक समारोह के रूप में PSD मोड यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

नमूना एयरोसोल कणों के मंदिर विश्लेषण जो एफ एन के 4 विभिन्न मूल्यों, 50 अलग से आकार में घर्षण के दौरान एक जाल ग्रिड पर एकत्र किए गए थे के लिएअलग एयरोसोल कणों को एक ग्रिड के लिए मापा गया, और उनकी औसत आकार के प्रत्येक मामले में निर्धारित किया गया है। तालिका 2 औसत मान दिखाता है। नमूना एयरोसोल कणों का औसत आकार में एक स्पष्ट वृद्धि बढ़ती एफ एन के साथ देखा जा सकता है।

सामान्य लोड (एन) औसत एयरोसोल कण आकार (माइक्रोन)
6 0.2 ± 0.1
9 0.9 ± 0.3
10.5 3 ± 0.7
13 5 ± 0.6

तालिका 2: एफ एन के विभिन्न मूल्यों पर जांचा एयरोसोल कणों की औसत एयरोसोल कण आकार।

Photocatalytic Nanocoatings से उत्सर्जन
photocatalytic nanocoatings से एयरोसोल कणों के उत्सर्जन का परीक्षण करने के लिए, उनकी आबोहवा और गैर-सहा नमूने परीक्षण के घर्षण परीक्षण किया गया। उनके गैर आबोहवा के नमूने से संबंधित परिणाम पहले प्रस्तुत कर रहे हैं। पीएनसी घटता प्राप्त जब 4 बहुस्तरीय nanocoatings 'परीक्षण के नमूने 6 एन के एक सामान्य लोड के तहत abraded थे आंकड़े 10A में दिखाया जाता है। परीक्षा एक ही परिस्थितियों में तीन बार दोहराया गया था। uncoated संदर्भ के लिए, पुनरावृत्ति ही ईंट पर किया गया था। चित्रा 10A में घर्षण टी = 240 सेकंड में शुरू होता है और टी = 840 सेकंड में समाप्त होता है। इससे पहले और इस समय अंतराल (टी = 0 से 240 सेकंड) के बाद, सिस्टम बेकार है। शराबी आधार के साथ nanocoating पीएनसी पर कोई फर्क नहीं प्रदान करने के लिए जब यह uncoated संदर्भ के साथ तुलना की जाती है लगता है। दो लगभग एक ही पीएनसी स्तर है। चूंकि nanocoating शायद पूरी तरह से बंद witho मला जाता हैकेन्द्र शासित प्रदेशों के किसी भी प्रतिरोध प्रदान करने, पीएनसी इसकी अधिकतम मूल्य प्राप्त कर लेता है (≈ 200 सेमी - 3) के बाद जल्द ही घर्षण शुरू होता है। मानक विचलन 5 से 16 सेमी के बीच है - 3। घर्षण के खिलाफ nanocoating के एक संभावित प्रतिरोध के कारण - PMMA साथ nanocoating के लिए, पीएनसी शुरू में कम (3 ≈ 14 सेमी) है। हालांकि, इस प्रतिरोध एक निश्चित बिंदु (टी = 624 सेकंड) जिसके बाद यह बंद मला हो रही शुरू कर सकते हैं अप करने के लिए जारी है। नतीजतन, पीएनसी धीरे-धीरे बढ़ रही शुरू होता है। यह अन्य nanocoating या घर्षण के अंत में संदर्भ के लिए के रूप में एक ही मूल्य उपलब्ध हो जाता है। मूल्यों PMMA साथ nanocoating के लिए मापा में मानक विचलन 0.7 से 27 सेमी से भिन्न होता है - 3।

चित्रा 10
चित्रा 10 Nanocoatings से एयरोसोल कणों पीढ़ी पर nanocoating प्रकार का प्रभाव। (ए) समय (बी) के साथ पीएनसी भिन्नता सामान्य लोड के 6 एन के तहत nanocoating के 4 परतों के घर्षण के दौरान उत्सर्जित एयरोसोल कणों की PSD: (शांडिल्य एट (नोट सभी घटता 3 दोहराया परीक्षण से प्राप्त मतलब घटता कर रहे हैं) अल। 33) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 10B में उत्सर्जित एयरोसोल कणों की PSD दिखाया गया है। शराबी आधार के साथ nanocoating PSD पर या तो छोटे कण आकार (154 ± 10 एनएम) की ओर आकार मोड की पारी को छोड़कर कोई प्रभाव नहीं है लगता है। PSD 0.2 से 16 सेमी तक इस मामले परिवर्तन में मापा में मानक विचलन - 3। PMMA साथ nanocoating काफी कण उन्हें प्रतिपादन ~ 30 का एक पहलू से PSD वक्र के शिखर बूँदेंपूरी तरह से तुच्छ ission। 3 अधिकतम - मानक विचलन यहाँ मापा 8 सेमी है।

चित्रा 11A, बढ़ती एफ एन के प्रभाव में PMMA के साथ एक 4 बहुस्तरीय nanocoating पर दिखाया गया है। घर्षण टी = 240 सेकंड में शुरू होता है और टी = 840 सेकंड में समाप्त होता है। पीएनसी की एक स्पष्ट दृष्टिकोण के लिए, टी = 240 सेकंड और टी = 480 सेकंड के बीच, चित्रा 11A1 में तेजी से बढ़ी है दृश्य भी दिखाया गया है। पीएनसी सामान्य लोड के साथ बढ़ जाती है। एक ही पैटर्न शराबी आधार भी साथ एक 4 बहुस्तरीय nanocoating के लिए चित्रा 11B में जारी है। PMMA साथ nanocoating के लिए PSD मापने जबकि, PSD बहुत कम मात्रा जो भी उनके कण का पता लगाने थ्रेसहोल्ड के करीब थे दिखाया। इसलिए, दो कण sizers आगे नियोजित नहीं कर रहे थे। लेकिन शराबी आधार के साथ nanocoating के लिए, ऐसी कोई समस्या नहीं थी। इस मामले में PSD में दिखाया गया हैचित्रा 11C। बढ़ते आकार मोड के साथ तीन unimodal वितरण (यानी, 274 एनएम 365 एनएम के लिए 154 एनएम) और एकाग्रता बढ़ती चोटियों सामान्य भार बढ़ाने के लिए देखा जा सकता है।

11 चित्रा
चित्रा 11. Nanocoatings से एयरोसोल कणों पीढ़ी पर सामान्य लोड का प्रभाव (ए) PMMA और (बी) के आधार के साथ शराबी nanocoating के 4 परतों के लिए समय के साथ पीएनसी भिन्नता। (। शांडिल्य एट अल 33): (A1) तेजी से बढ़ी दृश्य (सी) शराबी आधार के साथ nanocoating के 4 परतों के घर्षण के दौरान उत्सर्जित एयरोसोल कणों की PSD (नोट सभी घटता 3 दोहराया परीक्षण से प्राप्त मतलब घटता कर रहे हैं) पर क्लिक करें यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए।

चित्रा 12 इस आशय जहां दो नमूने, PMMA साथ nanocoating के 2 और 4 परतों रहा है, के लिए परीक्षण कर रहे हैं दर्शाता एफ एन एन = 6 घर्षण टी = 240 सेकंड में शुरू होता है और टी = 840 सेकंड में समाप्त होता है। पीएनसी हमेशा होता है जब कम nanocoating के 4 परतों: - 2 परतों की तुलना में abraded है (एसटीडी विचलन 2 से 27 सेमी 3।) (एसटीडी विचलन:। 13 से 37 सेमी - 3) या एक uncoated संदर्भ। परतों के दोनों सेट घर्षण के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने के लिए लग रहे हैं। हालांकि, मादक आधार के साथ nanocoating के मामले में, दोनों 2 और 4 परतों के समान पीएनसी है।

चित्रा 12
चित्रा 12. कोटिंग परतों की संख्या एयरोसोल कणों पीढ़ी पर नैनो कोटिंग्स से का प्रभाव। टिम के साथ पीएनसी भिन्नता(नोट: सभी घटता 3 दोहराया परीक्षण से प्राप्त मतलब घटता) कर रहे हैं PMMA साथ nanocoating के 2 और 4 परतों के लिए ई (। शांडिल्य एट अल 33) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

PMMA के साथ 4 स्तरों पर होती nanocoating के SEM टिप्पणियों को भी घर्षण के अंत में किया गया था। चित्रा 13 अवलोकन से पता चलता है। एक unabraded लेपित सतह (चिह्नित ए) ~ का 12% औसत तिवारी सामग्री (मास) में था। abraded हिस्सा (चिह्नित बी) के लिए, औसत तिवारी सामग्री के लिए ~ 0% (मास) में नीचे कम करती है, इस प्रकार, पूरी तरह से ईंट सतह उजागर।

चित्रा 13
चित्रा 13. सूक्ष्म Nanocoated सतहों का विश्लेषण। SEM छवि और लेपित एक की EDX विश्लेषणएन डी abraded PMMA साथ nanocoating के कुछ हिस्सों; भाग (ए): unabraded लेपित सतह; भाग (बी): abraded (। शांडिल्य एट अल 33) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

इसलिए, PMMA के साथ एक 4 बहुस्तरीय nanocating उल्लेखनीय अच्छी तरह से अपने 2 बहुस्तरीय समकक्ष या nanocoating के अपने दोनों 2 और 4 परतों सहित अन्य nanocoating, की तुलना में प्रदर्शन किया है। इस अवलोकन को देखते हुए, कुछ 4 PMMA साथ nanocoating के बहुस्तरीय नमूने भी कृत्रिम से अवगत कराया गया है उनके घर्षण से पहले अपक्षय त्वरित। आंकड़े 14A-ई में, एक अपक्षय की बिगड़ती प्रभाव देख सकते हैं। Nonweathered nanocoating की एक सतत और एकीकृत रूप चित्रा 14A में मनाया जा सकता है। nanocoating वी के एक प्रगतिशील गिरावट आइए खुर तो लगातार आंकड़ों में देखा जा सकता है यानी, 14B, सी, डी और आंकड़े। इसके विपरीत, एक uncoated संदर्भ में ऐसी कोई प्रभाव दिखाता है। पानी की सामग्री वाष्पीकरण और इस तरह एक गिरावट में पराबैंगनी किरणों के परिणाम के साथ अपनी बातचीत के दौरान nanocoating में मौजूद polymeric बांधने की क्रमिक embrittlement के कारण सूखने तनाव (व्हाइट 35, मरे 36, डफ्रेस्ने एट अल। 37, हरे 38 Tirumkudulu और रसेल 39) । तिवारी के बीच मौलिक मानचित्रण (nancoating के योगदान के लिए) और सीए (ईंट के योगदान के लिए) के माध्यम से सहा nanocoating के ईडीएस विश्लेषण आंकड़े 14F-जम्मू में दिखाया गया है। चित्र में, सतह (औसत मूल्य ~16.1%) पर एक लगभग स्थिर तिवारी सामग्री एक बढ़ती हुई सीए सामग्री और इसलिए उजागर सतह के साथ मनाया जा सकता है। इस परिणाम के प्रमुख प्रभाव से एक अपक्षय के साथ nanocoating की सिकुड़न हो सकता है।

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चित्रा 14. उत्तरोत्तर बिगड़ती nanocoating की सूक्ष्म विश्लेषण (शांडिल्य एट अल। 31)। गिरावट सतह है जो समय के साथ गहरा पर दरारें की उपस्थिति के जरिए होता है यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

पानी में 2 Tio नैनोकणों उत्सर्जन की मात्रा का ठहराव 2, 4, 6 के अंतराल और प्रतिकूल मौसम के 7 महीनों में बाहर किया गया था। के लिए leachate के इस 100 मिलीलीटर नमूने एकत्र अपवाह पानी से लिया है और एक उपपादन द्वारा मिलकर प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री (आईसीपी एमएस) का उपयोग कर विश्लेषण किया गया। तालिका 3 आईसीपी एमएस के परिचालन की स्थिति से पता चलता है। हमने पाया है कि तिवारी सीमा का पता लगाने के मूल्य में (= 0.5 ग्राम / एल) के नीचे हमेशा होना पाया गयानमूना मात्रा। इस अवलोकन निष्कर्ष है कि अपक्षय द्वारा गिरावट के बावजूद, अभी भी जोरदार nanocoating अपवाह जल में उनकी लीचिंग विरोध करने के लिए बाध्य किया जाता है की ओर जाता है।

नमूना मात्रा 2 मिलीलीटर
आरएफ़ पावर 1550 डब्ल्यू
आरएफ मिलान 1.78 वी
वाहक गैस 0.85 एल / मिनट
मेकअप गैस 0.2 एल / मिनट
छिटकानेवाला Micromist
छिटकानेवाला पंप 0.1 आर / एस
S / C तापमान 15 डिग्री सेल्सियस
उन्होंने कहा कि प्रवाह की दर 5 मिलीग्राम / मिनट
एच 2 प्रवाह की दर 2 मिलीग्राम / मिनट
एकीकरण समय 0.1 रों
चैंबर और मशाल क्वार्ट्ज
शंकु नी

तालिका 3: आईसीपी एमएस के परिचालन की स्थिति।

अपक्षय घर्षण के द्वारा किया गया। आंकड़े 15A और बी 4 और 7 महीने ही नमूने की शर्तों के तहत आबोहवा nanocoating के घर्षण के पहले 2 मिनट के दौरान जांचा एयरोसोल कणों के मंदिर विश्लेषण के परिणाम बताते हैं। जाल ग्रिड पर एयरोसोल कणों की एक गुणात्मक उच्च बयान उत्तरार्द्ध के मामले में देखा जा सकता है। polydispersed एयरोसोल कणों उच्च बढ़ाई पर देखा जा सकता है। हालांकि हम यों करने में सक्षम नहीं थे, लेकिन जब 7 महीने आबोहवा nanocoating abraded गया था (चित्रा 15C और डी) TiO2 (यानी, तिवारी बड़े पैमाने> 90%) से मुक्त नैनोकणों का एक महत्वपूर्ण राशि मनाया गया। विश्वास अंतराल मापा मात्रा में करने के लिए छोटे हैंऔर इस तरह भूखंडों में उपेक्षा की है। इस परिणाम के गैर-सहा nanocoatings के निष्कर्षों और जैसे विभिन्न अन्य अध्ययनों से अलग शांडिल्य एट अल। 15, Golanski एट अल। 23, Göhler एट अल। 29, शांडिल्य एट अल। 33। इसलिए, इसे और अधिक विशेष रूप से ब्याज की है। गैर-सहा nanocoatings और अन्य उल्लेख अध्ययन के लिए पहले से प्राप्त परिणामों में, उत्सर्जित एयरोसौल्ज़ का एक बड़ा अंश मैट्रिक्स बाध्य राज्य में और मुक्त राज्य में नहीं nanomaterial की रचना की।

चित्रा 15
चित्रा 15. एयरोसोल कणों की सूक्ष्म विश्लेषण। एयरोसोल कणों (ए) के घर्षण से उत्सर्जित 4 महीने और (बी) के मंदिर छवि 7 महीने nanocoating (सी, डी) मुक्त नैनोकणों घर्षण से उत्सर्जित के 7 महीनों nanocoating आबोहवा आबोहवा एट अल। 31) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 15E में, तीन तत्वों सी के प्रतिशत में बदलाव, तिवारी और सीए दिखाए जाते हैं, जब अपक्षय अवधि 4 महीने से 7 महीने तक पहुँचता है। बहुलक embrittlement का एक स्पष्ट प्रभाव 12% करने के लिए 56% से सी सामग्री में एक बूंद के साथ मनाया जा सकता है। यह ड्रॉप सीधे उत्सर्जित एयरोसोल कणों के आसपास मैट्रिक्स की उपस्थिति में कमी का तात्पर्य। तिवारी सामग्री में 55% से 7% से वृद्धि हुई उत्सर्जित एयरोसोल कणों में तिवारी एकाग्रता की वृद्धि का प्रतीक है। अंतर्निहित ईंट के उजागर सतह, अपक्षय के 7 महीनों के बाद, बहुत कुछ एयरोसोल कणों पैदावारघर्षण पर। नतीजतन, ईंट से कुछ एयरोसोल कणों भी अपक्षय के 7 महीनों के बाद मनाया जाता है। इसलिए, अपक्षय अवधि एयरोसोल कणों के आकार और रासायनिक संरचना पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

चित्रा 16
चित्रा 16. पीएनसी और PSD घर्षण अवधि का एक समारोह के रूप में: आबोहवा संदर्भ और nanocoating के घर्षण के दौरान पीएनसी और PSD। घर्षण (ए) के पैनल में 120-720 सेकंड और (बी) टी के लिए जगह लेता है =। (शांडिल्य एट अल। 31) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आंकड़े 16A-डी पीएनसी और samplin की मात्रा के भीतर जांचा एयरोसोल कणों की PSD पर परिणाम बताते हैंजी हुड। आंकड़े 16A और बी में, टी = 120 सेकंड में शुरू करने और जब तक टी = 720 सेकंड जारी रखने, uncoated संदर्भ के घर्षण एक स्थिर और अपक्षय अवधि स्वतंत्र पीएनसी (~ झुकेंगे 500 सेमी - 3; मानक विचलन 5 - 16 सेमी - 3; बार-बार तीन बार)। इसलिए, कृत्रिम अपक्षय uncoated संदर्भ से उत्सर्जित एयरोसोल कणों पर कोई स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। हालांकि, nanoacoating के मामले में, अपक्षय अवधि का स्पष्ट प्रभाव अवधि अपक्षय के साथ पीएनसी बढ़ जाती है के रूप में मनाया जा सकता है। 6 और 7 महीनों के लिए छोड़कर, समय के साथ इसकी भिन्नता की प्रकृति भी strikingly समान यानी, प्रारंभिक उदगम, फिर ठहराव, तो उदगम द्वारा पीछा किया, और अंतिम ठहराव है। 6 और 7 महीनों के लिए, वहाँ एकाग्रता में एक तत्काल टक्कर के रूप में जल्द ही के रूप में घर्षण शुरू होता है। एकाग्रता में यह प्रारंभिक टक्कर संदर्भ की तुलना में भी अधिक है। एचowever, टी के बाद = 360 सेकंड है, इसे वापस संदर्भ स्तर पर आ जाता है। घर्षण के लिए सम्मान के साथ nanocoating व्यवहार में यह अंतर घर्षण के दौरान अपनी हटाने तंत्र के आधार पर समझाया जा सकता है। अपक्षय के 4 महीने तक, nanocoating काफी मजबूत इसकी घर्षण का विरोध करने के लिए माना जा रहा है। नतीजतन, यह धीरे धीरे और इसलिए पहना जाता है, उत्सर्जित एयरोसौल्ज़ की संख्या धीरे-धीरे एकाग्रता बढ़ जाती है। हालांकि, अपक्षय के 6 और 7 महीनों के बाद, nanocoating ढेलेदार के रूप में संभवतः शिथिल ईंट की सतह से जुड़ी है (पहले से ही चित्रा 14E के रूप में देखा)। नतीजतन, जैसे ही घर्षण शुरू होता है, इन nanocoating गांठ आसानी से जो उत्सर्जित एयरोसोल कणों की संख्या एकाग्रता में एक टक्कर से पता चलता उखाड़ा मिलता है। संदर्भ (चित्रा 16C) के लिए उत्सर्जित एयरोसोल कणों की PSD 250 और 350 एनएम के बीच अपक्षय (मोड बारी का कोई स्पष्ट प्रभाव को दर्शाता है, पीएनसी ≈ 375 सेमी 3; मानक विचलन 0.2 - 8 सेमी - 3)। चित्रा 16D में, कण आकार के वितरण nanocoating कि पहले चरण के दौरान जो पीएनसी स्थिर है के अनुरूप करने के लिए दिखाया गया है। यह आंकड़ा अपक्षय क्योंकि उनके लिए कोई पहली स्थिर चरण है वहाँ 6 और 7 महीनों के लिए किसी भी वक्र नहीं दिखा है। एक स्पष्ट रूप से देख सकते हैं, वहाँ आकार मोड के साथ ही अधिकतम पीएनसी में वृद्धि हुई है।

शीशे का आवरण से उत्सर्जन
प्रबलित ईंटों और photocatalytic nanocoatings के मामले में एयरोसोल कणों उत्सर्जन टिप्पणियों के विपरीत, शीशे का आवरण की दो परतों जब एफ एन एन = 6 उत्सर्जित एयरोसोल कणों की संख्या एकाग्रता प्राप्त उनकी घर्षण के दौरान गैर-छोड़नेवाला पाए गए कण काउंटर का उपयोग, हमेशा कम से कम 1 सेमी -3, इसलिए insign होना पाया गयाificant।

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Discussion

वर्तमान लेख में, nanosafety द्वारा डिजाइन वाणिज्यिक nanostructured उत्पादों की जांच के लिए एक प्रयोगात्मक प्रस्तुत किया है। nanosafety द्वारा डिजाइन किसी भी उत्पाद के अपने पीएनसी और PSD के संदर्भ में अध्ययन किया जा सकता है जब यह यांत्रिक तनाव और पर्यावरण अपक्षय के अधीन है। अध्ययन के लिए चुना उत्पादों alumino सिलिकेट ईंट 2 Tio नैनोकणों के साथ मजबूत कर रहे हैं, सीईओ 2 2 Tio नैनोकणों के साथ नैनोकणों और photocatalytic nanocoatings साथ शीशे का आवरण। इन उत्पादों को आसानी से वाणिज्यिक बाजार में ग्राहकों को सुलभ और अच्छी तरह से उनके दैनिक जीवन के साथ जुड़े रहे हैं। इसलिए, उनके nanosafety द्वारा डिजाइन की दिशा में उनकी जांच के लिए महत्वपूर्ण है।

कृत्रिम अपक्षय
गिरावट टिप्पणियों में रूपांतर जब विभिन्न परिचालन की स्थिति इस्तेमाल कर रहे हैं उम्मीद की जा सकती है। इसके अलावा, फ्लोरोसेंट यूवी से प्रकाश का वर्णक्रम बिजली वितरण / क्सीनन आर्क लैंप पर हस्ताक्षरificantly अन्य प्रकाश स्रोतों का उपयोग प्रकाश और पानी जोखिम उपकरणों का उत्पादन किया है कि से अलग है। प्रकार और गिरावट और प्रदर्शन यूवी लैंप के लिए जोखिम में उत्पादित रैंकिंग की दर प्रयोगशाला प्रकाश स्रोतों के अन्य प्रकार के जोखिम द्वारा उत्पादित उन लोगों से बहुत अलग हो सकता है। अपक्षय परीक्षा परिणाम भी ध्यान रखना है कि अपक्षय चैम्बर संचालित करने के लिए लिया जाता है पर निर्भर करते हैं। इसलिए, वोल्टेज लाइन के नियमन जैसे कारकों, जो कमरे में डिवाइस संचालित होता है, तापमान नियंत्रण, और हालत और उम्र के दीपक के तापमान का भी एक महत्वपूर्ण भूमिका अपक्षय चैम्बर के प्रदर्शन में खेलते हैं। परीक्षण के दौरान, विकिरण यूवी लैंप की उम्र बढ़ने के कारण बदल सकते हैं। एक मानक दीपक ≈1,400 मानव संसाधन के एक औसत जीवन है। इसलिए, अपक्षय परीक्षण शुरू करने से पहले, एक घंटे के दीपक को चलाने के लिए छोड़ दिया है की संख्या के बारे में सुनिश्चित बनाना चाहिए। पानी में धातु आयनों की मौजूदगी अपक्षय चैम्बर जो अपने चुनाव बढ़ाने के अंदर छिड़काव किया जा करने के लिएductivity भी की देखभाल करने के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू है। पानी चालकता स्वीकार्य स्तर से अधिक है, यह आबोहवा सतह पर भंग धातुओं के निशान छोड़ सकते हैं। ऐसे मामलों में, एक और अधिक अपमानित सतह उम्मीद की तुलना में प्राप्त की है। यूवी दीपक से विकिरण का वितरण कभी कभी सभी स्टेनलेस स्टील का समर्थन है जो खत्म nanocoating नमूने रखा जाता है पर एक समान नहीं है। ऐसे एक मामले में, देखभाल ताकि प्रत्येक नमूना की सतह पर विकिरण के स्तर में एक व्यक्ति भिन्नता ± 2 डब्ल्यू / एम 2 से अधिक नहीं है nanocoating नमूनों की प्लेसमेंट के दौरान लिया जाना चाहिए। अपक्षय परिणामों के reproducibility की अनुमति देने के लिए, प्रत्येक सामग्री के कम से कम तीन प्रतिकृति उजागर किया जाना चाहिए।

घर्षण और ENM एयरोसौल्ज़ विशेषता
कणों नंबर एकाग्रता उत्सर्जन परीक्षण के चैम्बर के अंदर एयरोसोल कणों का नमूना बिंदु के प्लेसमेंट के साथ बदलता रहता है के रूप में एकाग्रता हैचैम्बर भर में एक समान नहीं। वर्तमान अध्ययन में, नमूना बात करने के लिए सतह abraded किया जा रहा के पास रखा गया है। इस एयरोसोल कणों के प्रसार और अवसादन घाटे का न्यूनीकरण की अनुमति देता है के रूप में वे जैसे ही वे घर्षण से उत्पन्न हो जांचा जाता है। कण मुक्त हवा के प्रवाह की दर के रूप में यह पर्याप्त उच्च अपने न्यूनतम एकाग्रता के लिए पृष्ठभूमि कणों को कम करने के लिए किया जाना चाहिए, ताकि वे घर्षण उत्पन्न कणों के लक्षण वर्णन के साथ हस्तक्षेप नहीं करते भी महत्वपूर्ण है। घर्षण के दौरान बढ़त chamfered abradant घर्षण nanostructured उत्पाद के साथ अपने संपर्क क्षेत्र के अंदर एक समान होना करने के लिए अनुमति देता है। किनारों को ठीक से chamfered नहीं कर रहे हैं, वे भी संपर्क सतह से छील कर सकता है। nanostructured उत्पादों के साथ काम करते हुए, एक ऑपरेटर अत्यधिक उसकी / उसके उत्सर्जित नैनोकणों के लिए जोखिम की संभावना है। इसलिए, घर्षण सहित nanostructured उत्पादों की किसी तरह की गड़बड़ी, एक अंदर बाहर किया जाना चाहिएबंद के अनुरूप है जो किसी भी nanoparticle में बाधा के माध्यम से पारित करने में सक्षम है।

तरल निलंबन के मंदिर विश्लेषण
तांबा जाल ग्रिड की हाइड्रोफिलिक प्रकृति जबकि के रूप में जलीय आधार बूंद जमा अत्यंत महत्व का है। यह ग्रिड की सतह पर बूंद के रूप में अच्छी तरह से सतह पूर्व गीला संचालन की जरूरत alleviates के रूप में स्थिर। बंद कक्ष के अंदर आरोप लगाया ग्रिड के सूखने परिवेश धूल कणों के साथ अपने संक्रमण से बचने के रूप में वे मंदिर विश्लेषण के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं यह भी महत्वपूर्ण है।

मानक घर्षण उपकरण एल्यूमीनियम मिश्र धातु 2024 में एक प्रतिकृति द्वारा पहले से स्थापित क्षैतिज इस्पात पट्टी की जगह और यह दोहराया एल्यूमीनियम मिश्र धातु पट्टी के ऊपर की सतह पर एक दबाव गेज बढ़ते द्वारा संशोधित किया गया है। इस संशोधन घर्षण के दौरान पूरा यांत्रिक तनाव राज्य और प्रक्रिया है, जो पहले संभव नहीं था इसलिए बेहतर नियंत्रण जानने के लिए अनुमति देता है। microsco के लिएएयरोसोल कणों, एक नया कण संग्रह मंदिर समर्पित समर्थन के माध्यम से निस्पंदन पर आधारित तकनीक की तस्वीर विश्लेषण, अर्थात् झरझरा ग्रिड जो इस आवेदन के लिए विशेष रूप से विकसित किया गया है एक फिल्टर धारक के माध्यम से वर्तमान अध्ययन में नियोजित किया गया है Tem।

कृत्रिम अपक्षय
इसके भौतिक प्रकाश, गर्मी, और पानी के लिए जोखिम के कारण संपत्तियों की गिरावट के विरोध करने के लिए एक कोटिंग की क्षमता कई अनुप्रयोगों के लिए बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है। इस लेख में प्रस्तुत जोखिम के प्रकार सीमित है और इस तरह के वातावरण में प्रदूषण, जैविक हमले, या खारे पानी के लिए जोखिम के रूप में स्थानीय मौसम घटना की वजह से गिरावट का अनुकरण नहीं कर सकते।

घर्षण और ENM एयरोसौल्ज़ विशेषता
ENM एयरोसौल्ज़ लक्षण वर्णन के लिए प्रस्तुत प्रोटोकॉल का एक प्रमुख सीमा है कि इन ENM एयरोसौल्ज़ के एक अंश से पहले वे अपने आकार और के लिए होती जा सकता है खो जाना हैनंबर। ऐसे नुकसान अवसादन, प्रसार, हवा का प्रवाह में अशांति, जड़त्वीय बयान आदि जैसे एयरोसोल गतिशीलता जो एक साथ जैसे ही यह उत्सर्जित हो जाता है एक एयरोसोल कण पर कार्रवाई के साथ जुड़े विभिन्न घटना के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। इस नुकसान एयरोसोल कण आकार का एक सीधा समारोह है। इस पहलू। शांडिल्य एट अल। 31, शांडिल्य एट अल। 33, शांडिल्य एट अल 34 की तरह कुछ पिछले प्रकाशनों में माना गया है। हालांकि, विचार दृष्टिकोण इन अध्ययनों यानी, गणना लगभग नुकसान का अनुमान है और अंतिम परिणाम प्रयोगात्मक गणना के परिणाम के आधार पर संशोधित किया गया है करने के लिए किया गया था में प्रतिक्रियाशील किया गया है।

तरल निलंबन के मंदिर विश्लेषण
यहाँ एक पतला नमूना तरल निलंबन के मंदिर के विश्लेषण के लिए प्रस्तुत तकनीक निलंबित कणों को मजबूर करता वाष्पन द्वारा ग्रिड की सतह का पालन करने के लिएकुल जल सामग्री। यह जो मूल तरल निलंबन में मौजूद नहीं हैं ग्रिड पर बड़ा समुच्चय के गठन की अनुमति हो सकती है। इसलिए, इस तकनीक को पूरी तरह से मूल की स्थिति में निलंबित कणों की आकृति विज्ञान का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकते हैं।

यहाँ प्रस्तुत तकनीक पैरामीटर, जो कणों aerosolization में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते को नियंत्रित करने के लिए करना है, चाहे वह यांत्रिक या पर्यावरण उम्र बढ़ने के दौरान होता है। इसके अलावा, यह एक अपक्षय अवधि सीमा से परे है जो चुना nanocoating अपनी nanosafe जीवन भर के पार कर गया है खोजने पर केंद्रित है। (वर्तमान मामले में, यह त्वरित अपक्षय के 4 महीने है।) इस प्रक्रिया nanocoating राज्य है जो हमें सटीक अवधि में जो nanocoating खराब करने के लिए शुरू कर दिया नोट करने के लिए अनुमति की एक सतत निगरानी के माध्यम से किया जाता है। यह सुविधा है जो एक पर इसे लागू करने से पिछले वैज्ञानिक अध्ययन से अलग रूप में वे पर्यावरण अपक्षय की अवधारणा के साथ सौदा हैचल रहे अपक्षय की कोई प्रक्रिया की निगरानी के साथ एक पूर्व निर्धारित अवधि के लिए परीक्षण नमूना। दृष्टिकोण यहाँ प्रस्तुत अध्ययन में चुना मात्रात्मक अलग है लेकिन similar- nanoproducts 42 की प्रयोगात्मक मापा nanosafety थ्रेसहोल्ड (यानी, nanosafe जन्मों) की तुलना (समान त्वरित जीवन की शर्तों के तहत) के लिए अनुमति देता है। इस प्रकार यह एक Nanosafety द्वारा डिजाइन के आधार पर उत्पादों को विकसित करने में पहला कदम है।

भविष्य के लिए, एक पूरी तरह से रिक्तिपूर्व दृष्टिकोण विकसित किया जा रहा है, जिसमें प्रायोगिक सेट-अप को कम करता है वास्तविक समय में एयरोसोल कण नुकसान और उत्सर्जित एयरोसोल कणों की एक पूरी मात्रात्मक अध्ययन सटीकता के साथ किया जा सकता है।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Photocal Masonry Nanofrance Technologies Test sample
Masonry brick (ref. 901796) Castorama Support for test sample
Optical microscope (model Imager.M1m) Carl Zeiss
MicroImaging GmbH
For microcopic analysis
Energy-dispersion spectroscope (model X-max) Oxford Instruments For elemental composition analysis
Transmission Electron
Microscope (model CM12)
Philips For microcopic analysis
Weathering chamber (model Suntest XLS+) Atlas For accelerated artificial weathering
Xenon arc lamp (model NXE 1700) Ametek SAS UV rays source
Inductively Coupled Plasma Mass spectrometer (model 7500cx) Agilent Technologies For leachate
water samples analysis
Taber linear abraser (model 5750) Taber Inc. For abrasion
Taber H38 abradant Taber Inc. For abrasion
Condensation Particle Counter 3775 TSI For counting number concentration of aerosol particles
Aerodynamic Particle Sizer 3321 TSI For measuring the size of aerosol particles 
Differential Mobility Analyzer 3081 TSI For measuring the size of aerosol particles 
Mini Particle Sampler Ecomesure For sampling the aerosol particles
Gilian LFS-113 Low Flow Personal Air Sampling Pump Sensidyne For sampling the aerosol particles

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References

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इंजीनियरिंग अंक 115 nanomaterials कण Nanosafety द्वारा डिजाइन उत्पाद डिजाइन घर्षण अपक्षय उत्सर्जन एयरोसोल। भौतिक विज्ञान
प्रायोगिक प्रोटोकॉल एक उत्पाद के कण Aerosolization जांच करने के लिए घर्षण के तहत और पर्यावरण अपक्षय के तहत
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Shandilya, N., Le Bihan, O. L.,More

Shandilya, N., Le Bihan, O. L., Bressot, C., Morgeneyer, M. Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering. J. Vis. Exp. (115), e53496, doi:10.3791/53496 (2016).

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