Name: Protocolo experimental para investigar las partículas aerosolización del producto objeto de la abrasión y Bajo El desgaste del Medio Ambiente (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Aprende un protocolo experimental para investigar la aerosolización de nanomateriales bajo abrasión y desgaste ambiental. Este método acelerado permite predecir el comportamiento de emisión de partículas y evaluar la seguridad de nanoproductos.

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Este trabajo se llevó a cabo en el marco del Labex SERENADE (ANR-11-LABX-0064) y el Proyecto A*MIDEX (ANR-11-IDEX-0001-02), financiados por el programa del gobierno francés, Investissements d'Avenir, y gestionado por la Agencia Nacional de Investigación de Francia (ANR). Agradecemos al Ministerio de Medio Ambiente de Francia (RDC 33 y Programa 190) y a ANSES (Proyecto de Nanodatos 2012/2/154, ABR ANSES 2012) por financiar el trabajo. Estamos igualmente agradecidos a Olivier Aguerre-Chariol, Patrice Delalain, Morgane Dalle, Laurent Meunier, Pauline Molina y Farid Ait-Ben-Ahmad por su cooperación y asesoramiento durante los experimentos.

NOTA: La técnica presentada en el Protocolo aquí no sólo se limita a las muestras de ensayo presentados pero puede ser utilizado para otras muestras también. 1. intemperismo artificial [Plataforma CEREGE, Aix en Provence] <ol><li> Tomar una muestra de 250 ml de agua desionizada y se purifica a pulverizar en un vaso de precipitados. Sumergir la punta de la metro conductividad del agua en el agua. Tenga en cuenta la conductividad del agua. Repetir el proceso y tomar nota de la conductividad del agua cada vez. NOTA: De acuerdo con la norma ISO 16474 de 32 años, que nunca debe ser superior a 5 S / cm. </li><li> Después de medir la conductividad, conecte la fuente de agua al depósito de la cámara de intemperie presente debajo de la campana de acero inoxidable (se muestra en la Figura 3). </li><li> Conectar la boquilla de desbordamiento en la parte posterior de la cámara a una abertura de drenaje a través de una manguera. </li><li> Colocar las muestras nanocobertura a tiempo a la campana de acero inoxidable y cierre la puerta. para EnAbpresentar una evaluación estadística de los resultados, use un mínimo de tres muestras idénticas nanocobertura y de referencia. </li><li> En la consola digital, presente en la parte frontal de la cámara de la intemperie, seleccionar un ciclo de 2 horas, consta de 120 min de la luz UV, 102 min y 18 min en seco pulverizador de agua. </li><li> Introduce el número de ciclos igual a 2658, que corresponde a los 7 meses. </li><li> Elija el nivel de irradiación de la lámpara de arco de xenón igual a 60 ± 5 W / m2. </li><li> Ajuste la temperatura ambiente a 38 ° C. </li><li> Para empezar la prueba a la intemperie pulsando el botón del LANZAMIENTO en la consola. </li></ol> 2. abrasión y ENM aerosoles Caracterización [INERIS S-NANO Plataforma, Verneuil] NOTA: Antes de usar, antes de verificar el aerosol de partículas que caracteriza a los instrumentos en un banco de calibración de INERIS Plataforma S-NANO que se compone de partes de contador de referencia separados y ya instalados. Siguiendo un protocolo específico, garantizar que los instrumentos están trabajando properly. <ol><li> Monte todas las unidades e instrumentos que se muestran en el montaje experimental y hacer las conexiones necesarias, como se muestra en la Figura 2 (más detalles sobre las unidades y el establecimiento de instrumentos están dentro de Shandilya et al. 33). </li><li> Encender la circulación del aire libre de partículas en el interior del workpost nanosecured pulsando el botón de fundente sobre. </li><li> Hacer este aire libre de partículas para pasar a través de la cámara de prueba de emisiones mediante la apertura de la cámara y mantenerlo abierto en el interior del puesto de trabajo nanosecured. </li><li> Para configurar el experimento, conectar el contador de partículas directamente a la cámara de prueba de emisiones para medir la concentración del número de instantánea de las partículas dentro de la cámara. Observe el valor de la concentración directamente en el mostrador. </li><li> Mientras que el aire libre de partículas está pasando a través de la cámara, seguirá de cerca este valor el número de concentración instantánea hasta que se reduce a cero. De este modo, garantizar que lala cámara está libre de cualquier partícula de fondo. </li><li> Mientras tanto, achaflanar los bordes de la norma abradant de forma cilíndrica girando suavemente uno de sus extremos en un lado a otro de movimiento dentro de la ranura de una herramienta provista con el aparato de la abrasión. </li><li> El uso de una balanza digital con una precisión de medición de por lo menos 0,001 g, pese el abrasivo y la muestra que se erosiona. </li><li> Una vez hecho esto, fijar la abradant achaflanada al eje vertical del aparato a la abrasión a través de un mandril presente en su parte inferior. </li><li> Coloque el producto nanoestructurado a rasparse suavemente por debajo de la abradant fijo y fijar firmemente su posición en el sistema de montaje. </li><li> Abra la toma de muestras de aerosoles y, mediante el uso de una pinza, colocar una rejilla de malla de cobre dentro de la ranura con el lado brillante hacia arriba. Poner un anillo circular sobre la rejilla para fijarlo. </li><li> Cierre la toma de muestras y conectarlo a una bomba a través de un filtro en un extremo (es decir, hacia el lado más oscuro de la red) y la fuente de partículas en el OTHer final (es decir, hacia el lado más brillante de la parrilla). Montar la carga normal requerida en el eje vertical utilizando los pesos muertos. </li><li> A través del contador de partículas, comprobar si la concentración de partículas de fondo dentro de la cámara abierta se ha reducido a cero. Si no es así, esperar. Si es así, cerrar la puerta de la cámara de prueba de emisiones. </li><li> A través de las consolas digitales en los instrumentos, establecer manualmente las velocidades de flujo del contador de partículas y los medidores de la siguiente manera: CPC- 1,5 l / min; SMPS- 0,3 l / min; APS- 5 l / min </li><li> Establecer la duración total de muestreo a los 20 min para todos estos tres instrumentos. Establecer la duración de la abrasión y la velocidad igual a 10 min y 60 ciclos por minuto, respectivamente, en el aparato de la abrasión. </li><li> Conectar el medidor de tensión al amplificador calibrador de tensión dinámica. Conectar el amplificador calibrador de tensión dinámica al equipo que se utilizará para la adquisición de datos utilizando el software instalado en ella. </li><li> Abra el software. </li><li> Haga clic PROYECTO NUEVO DAQ opluma un nuevo archivo de adquisición de datos. </li><li> Detener la opción para la adquisición de datos en tiempo real haciendo clic ACTUALIZACIÓN EN VIVO </li><li> Haga clic en EJECUTAR 0 para establecer el valor de la señal de referencia igual a cero. </li><li> Cambie de nuevo en la adquisición de datos en tiempo real haciendo clic ACTUALIZACIÓN EN VIVO. </li><li> Haga clic en la visualización para seleccionar el modo gráfico en tiempo real de la representación de datos. </li><li> Haga clic en Nuevo para abrir las plantillas. </li><li> Elija el ámbito de panel de opciones, por ejemplo. </li><li> Iniciar la adquisición de datos de los contadores de partículas e instrumentos de medición a la vez. </li><li> Después de un retraso de aprox. 5 min, se inicia la abrasión. </li><li> Haga clic en Inicio en la ventana del software de adquisición de datos para adquirir las señales de medición de deformación correspondientes a la abrasión en curso. </li><li> Después de 2 minutos, encender la bomba conectada al MPS. </li><li> Mantenga la bomba en funcionamiento para 2-4 min dependiendo de la cantidad de la emisión de las partículas de aerosol. NOTA: El número de partículas de aerosol en la muestra utilizando MPS debe ser óptima en número, es decir,ni demasiado escasa ni demasiado excedente que podría impedir un análisis microscópico minucioso. </li><li> Una vez que la abrasión se detiene, apague la adquisición de datos haciendo clic en STOP. </li><li> Guardar los datos adquiridos haciendo clic en GUARDAR DATOS DE EMPRESA. </li><li> Tras el mostrador y medidores dejan de adquisición de datos, abra la cámara de prueba de emisiones y se pesa de nuevo el abrasivo y el producto nanoestructurado erosionada. </li><li> Continuar todo el proceso para cada ensayo de abrasión. </li><li> Una vez que las pruebas de abrasión, una vez más comprobar el aerosol de partículas caracterizando tres instrumentos están en el banco de calibración de INERIS Plataforma S-NANO. </li></ol> 3. Análisis TEM de la Técnica de líquidos Suspensiones- gota Deposición [Plataforma de calibración INERIS, Verneuil] <ol><li> Preparar una solución acuosa al 1% volumen diluida de la suspensión líquida (es decir, la &quot;pintura&quot;) mediante la adición de 1 parte de la suspensión de revestimiento en 99 partes de agua filtrada y desionizada. </li><li> Abra la calar de la máquina de descarga luminiscente </li><li> Establecer las siguientes condiciones de operación: 0,1 mbar, 45 mA, 3 min de duración. </li><li> Con el fin de hacer una rejilla de malla de cobre TEM hidrófila mediante su tratamiento con plasma, lo puso en el soporte de metal. Cierre la tapa y arrancar el motor. Después de 3 minutos, se para automáticamente. </li><li> Sacar la rejilla de malla se volvió hidrófila usando unas pinzas. Coloque suavemente con su lado más brillante hacia arriba. Depositar una gota de la solución diluida (8 l aprox.) Sobre la rejilla de malla hidrófilo usando una jeringa. </li><li> Se seca la rejilla de malla en una cámara cerrada de modo que el contenido de agua se evapora y las partículas constituyentes reclinarse deposita en la parrilla. Asegúrese de que la rejilla de malla no quede cargada con las partículas callejeros que se pueden identificar fácilmente como formas circulares o hebras que son características de las partículas de aceite o de hollín. </li><li> Una vez listo, poner la rejilla en la sonda de TEM y llevar a cabo el análisis microscópico. [electrón voltaje de aceleración 120 kV, cf </em&gt;] 31. </li><li> Si la cuadrícula aparece demasiado cargado de partículas para analizar, menor es el porcentaje de dilución y volumen de la gota depositada. El volumen máximo de un operador es capaz de depósito es aproximadamente igual a 12 l. </li></ol>

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<li>Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+development+to+model+aerosol+emission+from+solid+surfaces+subjected+to+mechanical+stresses%3A+I.+Development+and+results%5BTitle%5D)+AND+%22J+Aerosol+Sci%22%5BJournal%5D)">First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: I. Development and results.</a> J Aerosol Sci. 89, 43-57 (2015).</li>
<li>Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+development+to+model+aerosol+emission+from+solid+surfaces+subjected+to+mechanical+stresses%3A+II.+Experiment-Theory+comparison%2C+simulation+and+sensibility+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Aerosol+Sci%22%5BJournal%5D)">First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: II. Experiment-Theory comparison, simulation and sensibility analysis.</a> J Aerosol Sci. 89, 1-17 (2015).</li>
<li>Bressot, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+release+of+engineered+nanomaterials+from+commercial+tiles+under+standardized+abrasion+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Environmental release of engineered nanomaterials from commercial tiles under standardized abrasion conditions.</a> J Hazardous Materials. , (2016).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

En el presente artículo se presenta una investigación experimental de la nanoseguridad mediante el diseño de productos nanoestructurados comerciales. El nanoseguridad mediante el diseño de cualquier producto puede ser estudiada en términos de su PNC y PSD cuando se somete a esfuerzos mecánicos y corrosión ambiental. Los productos seleccionados para el estudio son de ladrillos de silicato de aluminio reforzado con nanopartículas de TiO2, esmalte con CeO2 nanopartículas y nano-recubrimientos fotocata...

Con una madurez rápida en la nanotecnología, su avance es impulsado por la rápida comercialización de productos que contienen nanomateriales Engineered (ENM) con propiedades notables. Según lo descrito por Potocnick 1 en el artículo 18 (5) del Reglamento 1169/2011, publicado por la Comisión Europea, ENM se puede definir como &quot;cualquier material fabricado intencionalmente, que contiene partículas, en una sueltas o formando un agregado o como un aglomerado y donde, para el 50% o más de las partículas en la granulometría numérica, una o más dimensiones externas se encuentra en el rango de tamaño de 1 nm a 100 nm &quot;. Por otra parte, los productos que contienen ENM, ya sea en su mayor sólida o en sus superficies sólidas o líquidas en sus suspensiones, puede ser denominado como productos nanoestructurados. Los diferentes tipos de ENM con diferentes formulaciones y funcionalizaciones se utilizan en tales productos de acuerdo con la naturaleza de la aplicación y presupuesto. Los productos pueden ser en forma de coatiNGS, pinturas, azulejos, ladrillos de las casas, e concret etc. En cuanto a la investigación se refiere, también se puede encontrar una enorme cantidad de publicaciones sobre las innovaciones que se han logrado a través de la nanotecnología. A pesar de esta enorme investigación, los rasgos atractivos de ENM están bajo sonda para peligros ambientales potenciales para la salud o debido a su tendencia a ser liberado o emitida en el aire en forma de aerosoles durante el uso o elaboración de los productos de nanoestructuras (por ejemplo Oberdorster y col . 2, Le Bihan et al. 3 y Houdy et al. 4). Kulkarni et al. 5 define un aerosol como la suspensión de partículas sólidas o líquidas en el medio gaseoso. Hsu y Chein 6 han demostrado que durante el uso o la transformación de un producto nanoestructurado, un producto nanoestructurado se somete a diversos esfuerzos mecánicos y corrosión ambiental que facilitan esa unaemisión. Según Maynard 7, tras la exposición, estos aerosoles de ENM pueden interactuar con el organismo humano a través de inhalación o absorción cutánea contactos y se depositan en el interior del cuerpo que por lo tanto puede causar diversos efectos perjudiciales, incluyendo los carcinógenos. Por lo tanto, una comprensión completa del fenómeno de emisión ENM es de suma importancia dado el uso sin precedentes de productos nanoestructurados, como se ha mencionado por Shatkin et al. 8. Esto no sólo puede ayudar a evitar complicaciones imprevistas relacionadas con la salud derivados de su exposición, sino también en el fomento de la confianza pública en las nanotecnologías. Sin embargo, el problema relacionado con la exposición ya ha comenzado a recibir atención por parte de la comunidad científica y se ha destacado recientemente por varias unidades de investigación en todo el mundo (por ejemplo, Hsu y Chein 6, Göhler et al. 9, Allen et al. <sup&gt; 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). Teniendo en cuenta el despliegue a gran escala de productos nanoestructurados en los mercados comerciales, el enfoque más eficaz para abordar el problema sería una preventiva. En este enfoque, se diseña un producto de tal manera que es &quot;Nanosafe a través del diseño&quot; o &quot;Diseño de Nanotecnología más seguro&quot; (Taciturnos 19), es decir, de baja emisividad. En otras palabras, maximiza los beneficios de la resolución de problemas durante su uso mientras que emite una cantidad mínima de aerosoles en el ambiente. Para probar la nanoseguridad a través del diseño durante la fase de utilización de un producto nanoestructurado, los autores presentan una metodología experimental adecuadapara hacerlo en el presente artículo. Esta metodología se compone de dos tipos de solicitaciones: (i) mecánicas y (ii) del medio ambiente que tienen por objeto simular la vida real tensiones a las que el producto nanoestructurado, un ladrillo de albañilería, se somete a durante su fase de uso. (I) Un aparato de abrasión lineal que simula la solicitación mecánica. Su forma original y comercial, como se muestra en la Figura 1A, se hace referencia en numerosas normas de ensayo reconocidos internacionalmente como ASTM D4060 20, ASTM D6037 ASTM D1044 21 y 22. De acuerdo con Golanski et al. 23, debido a su diseño robusto y fácil de usar, su forma original ya está siendo utilizado ampliamente en las industrias para analizar el rendimiento de productos como pintura, revestimiento, metal, papel, textil, etc. Siendo el estrés aplicada a través de este aparato corresponde a la típica aplicado en un entorno doméstico, por ejemplo, caminando conzapatos y desplazamiento de diferentes objetos en una casa (Vorbau et al. 24 y Hassan et al. 25). En la figura 1A, una barra horizontal desplazando mueve el abrasivo estándar en un movimiento de un lado a otro sobre la superficie de la muestra. El desgaste por abrasión se produce en la superficie de contacto debido a la fricción en el contacto. La magnitud de la desgaste por abrasión se puede variar mediante la variación de la carga normal (F N), que actúa en la parte superior de la abradant. Al cambiar el tipo del valor de carga abrasivo y normal, se puede variar la abrasividad y por lo tanto la tensión mecánica. Morgeneyer et al. 26 han señalado que el tensor de tensión que se mide durante la abrasión se compone de componentes normal y tangencial. La tensión normal es el resultado directo de la carga normal, es decir, de F N mientras que la tensión tangencial es el resultado de THe tangencialmente actuando proceso de fricción, medida como la fuerza (F T) y actúa en paralelo o anti-paralelo a la dirección en la que tiene lugar la abrasión. En la forma original de este aparato a la abrasión, no se puede determinar FT. Por lo tanto, el papel de las tensiones mecánicas durante la aerosolización de ENM puede no completamente determinada. Para erradicar esta limitación, como se describe en detalles por Morgeneyer et al. 26, hemos (a) modificado mediante la sustitución de la barra de acero horizontal ya instalado por una réplica en aleación de aluminio 2024 y (b) montado en un medidor de deformación en la superficie superior de esta barra de aleación de aluminio replicado. Esto se muestra en la Figura 1B. Este medidor de tensión tiene 1,5 mm de ancho trama de medición activa y 5,7 mm de medida de longitud de soporte de rejilla. Está hecho de una lámina de constantan tener 3,8 m de espesor y 1,95 ± 1,5% de factor de galga.Una medida adecuada de los esfuerzos mecánicos se garantiza a través de un amplificador calibrador de tensión dinámica que está conectado en serie con el medidor de tensión, lo que permite una medición fiable de la deformación producida en el manómetro. Los datos transmitidos a través del amplificador se adquiere utilizando el software de adquisición de datos. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig1.jpg" /> Figura 1. El aparato de abrasión y Strain Gauge. La forma estándar comercial del aparato de abrasión Taber (A) con controles de velocidad a la abrasión, duración y longitud de carrera. La barra de acero montado originalmente fue sustituido por una barra de aluminio y estaba equipado además con un indicador de tensión (B) para medir la fuerza tangencial (F T). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> En el <s<html> trong&gt; Figura 2, se muestra la completa puesta en marcha experimental donde este aparato a la abrasión Taber modificado se coloca debajo de la conformidad de un puesto de trabajo nanosecured. Un aire libre de partículas circula constantemente dentro de este puesto de trabajo a un caudal de 31.000 l / min. Tiene una eficiencia de filtración de partículas de 99,99% y que ya se ha empleado con éxito por Morgeneyer et al. 27 en las pruebas de pulverulencia diversas nanopartículas. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig2.jpg" /> Figura 2. Estructura del ensayo (Shandilya et al. 31). Un centro de trabajo nanosecured para llevar a cabo los ensayos de abrasión y caracterización en tiempo real (tanto cualitativa y quantitavive) de las partículas de aerosol generadas. Una pequeña fracción del aire libre de partículas pasa a través de una ranura dentro de la cámara de las emisiones para eliminar su background particles número de partículas.pload / 53496 / 53496fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. El motor del aparato de abrasión se mantiene fuera y su parte linealmente deslizante se mantiene en el interior de una cámara de prueba de emisiones de diseño propio, con dimensiones, 0,5 m x 0,3 m x 0,6 m, (detalles en Le Bihan et al. 28). Ayuda en la prevención de las emisiones del motor del aparato de abrasión &#39;de interferir en los resultados de las pruebas. El muestreo de las partículas de aerosol generadas se realiza dentro de la proximidad de una campana simétrica radial (volumen de 713 cm 3). Mediante el empleo de una campana de este tipo, las pérdidas de partículas de aerosol debido a su deposición en las superficies pueden ser minimizados. La otra ventaja incluye aumento en la concentración del número de partículas de aerosol debido a un volumen relativamente inferior de la campana con respecto a la cámara de prueba de emisiones. Gracias a esta configuración, una caracterización en tiempo real y análisis de la partícula de aerosolestá poniendo generado durante el desgaste por abrasión se puede hacer de forma experimental en términos de sus concentraciones número, distribuciones de tamaño, composiciones y formas elementales. De acuerdo con Kulkarni et al. 5, la concentración de número de partículas ENM aerosoles pueden definirse como &quot;el número de ENM incluido en la unidad centímetro cúbico de aire&quot;. Del mismo modo, la distribución del tamaño de los aerosoles ENM es &quot;la relación que expresa la cantidad de una propiedad de ENM (generalmente en número y peso concentraciones) asociados con las partículas en un intervalo de tamaño dado.&quot; Un contador de partículas (rango de tamaño medible: 4 nm a 3 micras) mide el aerosol partículas concentración del número (PNC). Los medidores de partículas (medible rango de tamaño: 15 nm - 20 micras) miden la distribución de tamaño de partícula (PSD). Un muestreador de partículas de aerosol (que se describe en detalle por R&#39;mili et al. <sup&gt; 30) se utiliza para la recogida de partículas a través de técnica de filtración en una cuadrícula de malla de cobre poroso que se puede utilizar más adelante en microscopio electrónico de transmisión (TEM) para diversos análisis cualitativos de las partículas liberadas. (ii) La solicitud del medio ambiente puede ser simulado mediante la intemperie artificial acelerado en una cámara de intemperie, que se muestra en la Figura 3. Como se muestra por Shandilya et al. 31, las condiciones de intemperie se pueden mantener en conformidad con las normas internacionales o pueden personalizar dependiendo de la tipo de simulación. La exposición a rayos UV se proporciona a través de la lámpara de arco de xenón (300 a 400 nm) se instala con un filtro de radiación óptica. La acción de la lluvia se simula mediante pulverización desionizada y agua purificada en ellos. Un depósito se coloca debajo de las muestras de ensayo para recoger el agua de escorrentía. El agua recogida de lixiviados o se pueden utilizar más adelante para realizar el análisis ENM lixiviación. <imgalt = &quot;Figura 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53496 / 53496fig3.jpg&quot; /&gt; Figura 3. Cámara intemperie. La forma comercial de la XLS Suntest + cámara de intemperie contiene una campana de acero inoxidable dentro de la cual se colocan las muestras nanocoated. El depósito de agua se coloca debajo de la capucha que es la fuente del agua a pulverizar dentro de la campana. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>Mampostería focal</td><td>Nanofrance Technologies Muestra</td><td></td><td>de ensayo</td></tr><tr><td>Ladrillo de mampostería (ref. 901796)</td><td>Castorama</td><td></td><td>Soporte para la muestra de prueba</td></tr><tr><td>Microscopio óptico (modelo Imager.M1m)</td><td>Carl Zeiss MicroImaging GmbH</td><td></td><td>Para el análisis microscópico</td></tr><tr><td>Espectroscopio de dispersión de energía (modelo X-max)</td><td>Oxford Instruments</td><td></td><td>Para elemental Análisis de composición</td></tr><tr><td>Microscopio de electrón de transmisión (modelo CM12)</td><td>Philips</td><td>Para análisis microscópico</td>Cámara de <td></td></tr><tr><td>meteorización (modelo Suntest XLS+)</td><td>Atlas</td><td></td><td>Para meteorización artificial acelerada</td></tr><tr><td>Lámpara de arco de xenón (modelo NXE 1700)</td><td>Ametek SAS Fuente de</td><td></td><td>rayos UV</td>Espectrómetro</tr><tr><td>de masas de plasma acoplado inductivamente (modelo 7500cx)</td><td>Agilent Tecnologías</td><td></td><td>Para el análisis de muestras de agua de lixiviados </td></tr><tr><td>Abrasor lineal Taber (modelo 5750)</td><td>Taber Inc.</td><td></td><td>Para abrasión</td></tr><tr><td>Taber H38 abradant</td><td>Taber Inc.</td><td></td><td>Para abrasión</td></tr><tr><td>Contador de partículas por condensación 3775</td><td>TSI</td><td></td><td>Para contar el número de concentración de partículas de aerosol</td></tr><tr><td>Calibrador de partículas aerodinámico 3321</td><td>TSI</td><td></td><td>Para medir el tamaño de las partículas de aerosol&nbsp;</td></tr><tr><td>Analizador de movilidad diferencial 3081</td><td>TSI</td><td></td><td>Para medir el tamaño de las partículas de aerosol&nbsp;</td></tr><tr><td>Mini muestreador de partículas</td><td>Ecomesure</td><td></td><td>Para muestrear las partículas de aerosol</td></tr><tr><td>Gilian LFS-113 Bomba de muestreo de aire personal de bajo flujo</td><td>Sensidyne</td><td></td><td>Para muestrear las partículas de aerosol</td></tr></tbody></table>

protocolo experimental para investigar las partículas aerosolización del producto objeto de la abrasión y bajo el desgaste del medio ambiente

Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering

El presente artículo presenta un protocolo experimental para investigar la aerosolización de partículas de un producto bajo abrasión y bajo meteorización ambiental, que es un elemento fundamental para el enfoque de la nanoseguridad por diseño de productos nanoestructurados para su desarrollo duradero. Este enfoque es básicamente preventivo en el que la atención se centra en minimizar la emisión de aerosoles de nanomateriales de ingeniería durante la fase de uso del ciclo de vida del producto. Esto se puede lograr alterando las propiedades de su material durante su fase de diseño sin comprometer ninguno de sus beneficios adicionales. En este artículo se presenta un protocolo experimental para investigar la nanoseguridad por diseño de tres productos nanoestructurados comerciales con respecto a su solicitud mecánica y meteorización ambiental. El medio elegido para aplicar la solicitud mecánica es un proceso de abrasión y para la intemperie ambiental, es una exposición UV acelerada en presencia de humedad y calor. La eventual emisión de nanomateriales de ingeniería se estudia en términos de su concentración de número, distribución de tamaños, morfología y composición química. El propósito del protocolo es estudiar la emisión de muestras de prueba y condiciones experimentales que corresponden a situaciones de la vida real. Se descubrió que la aplicación de las tensiones mecánicas por sí sola emite los aerosoles de los nanomateriales de ingeniería en los que el nanomaterial de ingeniería siempre está incrustado dentro de la matriz del producto, por lo tanto, un elemento representativo del producto. En tal caso, los aerosoles emitidos se componen tanto de nanopartículas como de micropartículas. Pero si las tensiones mecánicas se combinan con la meteorización ambiental, el protocolo experimental revela que el eventual deterioro del producto, después de una cierta duración de la meteorización, también puede conducir a la emisión de aerosoles de nanomateriales de ingeniería libre.

Las muestras de prueba Los protocolos presentados en el artículo se aplicaron a tres productos comerciales diferentes nanoestructurados. Un enfoque se pone aquí en los detalles de la aproximación experimental: (a) de ladrillo de silicato de aluminio reforzado con TiO 2 nanopartículas, (11 cm x 5 cm x 2 cm). Encuentra su aplicación frecuente en la construcción de fachadas, muros de las casas, azulejos, pavimentos, etc. Sus propiedades de ...

En este artículo, un protocolo experimental para investigar la aerosolización de las partículas de un producto sujeto a la abrasión y bajo la intemperie del medio ambiente se presenta. Los resultados sobre la emisión de nanomateriales artificiales, en forma de aerosoles se presentan. La específica experimental se describe en detalle.

Protocolo experimental para investigar las partículas aerosolización del producto objeto de la abrasión y Bajo El desgaste del Medio Ambiente

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental ...

El objetivo general de este método de caracterización experimental es predecir el comportamiento de emisión de partículas de un nanomaterial durante la vida útil de su producto. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la nanoseguridad, como predecir la duración segura de un nanoproducto. Esto tiene como finalidad establecer una fecha límite de uso para los nanomateriales.La principal ventaja de esta técnica es que la duración experimental se acelera cuando no tiene que esperar décadas. Quien demostrará el procedimiento será Morgan Dahl, un técnico de nuestro laboratorio. Monte todas las unidades e instrumentos mostrados en el montaje experimental, y realice las conexiones necesarias según se describe en el protocolo escrito.Encienda la circulación del aire libre de partículas dentro del puesto de trabajo nanoprotegido presionando el botón de flujo. Dirija este aire libre de partículas para que pase a través de la cámara de prueba de emisión abriendo la cámara y manteniéndola abierta dentro del puesto de trabajo nanoprotegido. Para configurar el experimento, conecte el contador de partículas directamente a la cámara de prueba de emisión para medir la concentración numérica instantánea de las partículas dentro de la cámara.Observe el valor de concentración directamente en el contador de la pantalla. Mientras el aire libre de partículas pasa a través de la cámara, continúe monitoreando este valor de concentración instantánea hasta que descienda a cero, lo que garantiza que la cámara esté libre de cualquier partícula de fondo. Mientras tanto, camufe los bordes del abrasivo estándar de forma cilíndrica girando suavemente un extremo en movimiento de ida y vuelta dentro de la ranura de la herramienta proporcionada con el aparato de abrasión.Utilizando una balanza digital con una precisión de medición de al menos 0,1 gramos, pese el abrasivo y la muestra que se va a abrasar. Una vez hecho esto, fije el abrasivo con alcanfor al eje vertical del aparato de abrasión mediante una pinza ubicada en su parte inferior. Coloque suavemente el producto nanoestructurado que se va a abrasar debajo del abrasivo fijado y asegure firmemente su posición en el sistema de montaje.Abra el muestreador de aerosoles y, utilizando una pinza, coloque una rejilla de malla de cobre dentro de la ranura con su lado más brillante hacia arriba. Coloque un anillo circular sobre la rejilla para fijarla. Cierre el muestreador y conéctelo a una bomba mediante un filtro en un extremo y a la fuente de partículas en el otro extremo.Coloque la carga normal requerida sobre el eje vertical utilizando pesas muertas. Mediante el contador de partículas, verifique si la concentración de partículas de fondo dentro de la cámara abierta ha disminuido a cero. Si así es, cierre la puerta de la cámara de prueba de emisión.Mediante las consolas digitales de los instrumentos, ajuste manualmente los caudales del contador de partículas y de los analizadores de tamaño. Establezca la duración total del muestreo en 20 minutos para los tres instrumentos. Establezca la duración de la abrasión en 10 minutos y la velocidad en 60 ciclos por minuto en el aparato de abrasión.Después de dos minutos, encienda la bomba conectada al muestreador de partículas miniaturizado, o MPS. Mantenga la bomba en funcionamiento durante dos a cuatro minutos, dependiendo de la cantidad de emisión de las partículas en aerosol. El número de partículas en aerosol muestreadas mediante el MPS debe ser óptimo, ni demasiado escaso ni demasiado excesivo, ya que podría impedir un análisis microscópico exhaustivo.Después de que el contador y los clasificadores de tamaño dejen de adquirir datos, abra la cámara de prueba de emisión y pese el abrasivo y el producto nanoestructurado ya abrasado. Continúe con todo el proceso para cada prueba de abrasión. Tras la prueba de abrasión, verifique que los tres instrumentos para caracterización de aerosoles de partículas estén en la mesa de calibración de la plataforma S-nano.Prepare una solución acuosa diluida al uno por ciento en volumen de la suspensión líquida agregando una parte de la suspensión de recubrimiento a 99 partes de agua filtrada y desionizada. A continuación, abra la tapa de la máquina de descarga de luz, y proceda a establecer las condiciones de operación. Con el fin de hacer hidrofílica una rejilla de cobre para microscopía electrónica de transmisión mediante su tratamiento con plasma, colóquela sobre el soporte metálico.Cierre la tapa e inicie el motor. Después de tres minutos, se detendrá automáticamente. Retire la rejilla de malla hidrófila girada utilizando una pinza.Colóquelo suavemente con su lado más brillante hacia arriba. Deposite una gota de la solución diluida sobre la rejilla hidrofílica utilizando una jeringa. Seque la rejilla al aire ambiente para que se evapore el contenido de agua y las partículas constituyentes queden depositadas sobre la rejilla.Asegúrese de que la rejilla de malla no se cargue con partículas dispersas. Si la rejilla parece demasiado cargada con partículas para su análisis, reduzca el porcentaje de dilución y el volumen de la gota depositada. El volumen máximo que un operador puede depositar es aproximadamente igual a 12 µL.Se muestran aquí los análisis TEM de la morfología de las nanopartículas presentes en dos nanorecubrimientos. Además de los diferentes tamaños de las nanopartículas constituyentes en ambos nanorecubrimientos, sus morfologías individuales también son distintas. Se caracterizan por una estructura tipo nube para el dispersante de PMMA y por una estructura filamentosa para el dispersante a base de alcohol.Se muestra aquí la distribución del tamaño de partículas de las partículas de aerosol emitidas en función de la carga normal. Están presentes varias órdenes de magnitud. El tamaño modal de las curvas de distribución del tamaño de partículas de las partículas de aerosol emitidas aumenta con la carga normal.El análisis microscópico del recubrimiento nanométrico que se deteriora progresivamente muestra cómo se forman escamas y abandonan el sustrato. El deterioro ocurre mediante la aparición de grietas en la superficie, las cuales se profundizan con el tiempo. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo investigar la aerosolización de partículas de un producto sometido a abrasión.Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en un día de trabajo, siempre que las muestras envejecidas artificialmente estén disponibles y se realice adecuadamente. Tras seguir este procedimiento, se pueden llevar a cabo otros métodos, como la liberación verdibrosa predictiva, con el fin de responder preguntas adicionales, como cómo reducir los riesgos para la salud de las interrupciones.

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Protocolo experimental para investigar las partículas aerosolización del producto objeto de la abrasión y Bajo El desgaste del Medio Ambiente (Video) | JoVE Journal

Protocolo experimental para investigar las partículas aerosolización del producto objeto de la abrasión y Bajo El desgaste del Medio Ambiente

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