Deneysel Protokol Aşınma altında ve Çevre Ayrışma altında Ürünün Parçacık aerosol haline Araştırma

Summary

Bu yazıda, bir deneysel protokol sunulmuştur aşınma altında ve çevre ayrışma altında bir ürünün tanecik aerosol haline araştırmak. aerosoller şeklinde tasarlanmış nano emisyon hakkında sonuçlar sunulmaktadır. spesifik deneysel kurulum ayrıntılı olarak tarif edilmiştir.

Introduction

Nanoteknoloji hızlı bir olgunlukla, onun gelişme dikkat çekici özelliklere sahip Engineered Nanomaterials (ENM) içeren ürünlerin hızlı ticarileştirilmesi ile tahrik edilir. Makalesinde Potocnick ¹ tarafından tarif edildiği gibi, 18 (5), Avrupa Komisyonu tarafından yayınlanan Düzenleme 1169/2011, ve, ENM bir ilişkisiz halde ya da bir toplayıcı veya bir topak gibi, parçacıklar içeren, herhangi bir kasıtlı üretilen malzeme "olarak tanımlanabilir ve numara boyut dağılımı parçacıkların% 50 veya daha fazlası, bir veya daha fazla dış boyutları "boyut aralığı 1 nM ila 100 nm olduğu. Dahası, katı dökme ya da katı yüzeyler üzerinde ya da sıvı süspansiyonlar ya ENM içeren ürünler, Nanoyapılı ürünler olarak adlandırılan olabilir. Farklı formülasyonlar ve functionalizations ile ENM farklı tipte bir uygulama ve bütçe doğasına bağlı olarak bu tür ürünlerde kullanılmaktadır. Ürünler Koati şeklinde olabilirNGS, boyalar, fayans, ev tuğla, beton e vb.

Bildiğim kadarıyla araştırma söz konusu olduğunda, bir de nanoteknoloji yoluyla gerçekleştirilebilir olan yenilikleri yayın muazzam sayıda bulabilirsiniz. Bu çok büyük araştırmalara rağmen ENM ve çekici özellikleri, örneğin Oberdorster ve arkadaşları için nano ürünlerin kullanımı ya da işleme (sırasında ortaya çıkan ya da aerosoller şeklinde hava yayılan almak nedeniyle eğilimi potansiyel sağlık veya çevresel tehlikelere sonda altında . ^2, Le Bihan ve ark., ³ ve Houdy TC Asil Üye ve ark., ^4). Kulkarni ve ark., ^5, gaz halindeki ortam içinde katı ya da sıvı parçacıkların süspansiyon olarak bir aerosol tanımlar. Hsu ve Chein ⁶ nano yapılı ürünün kullanım veya işlem sırasında, bir nano yapılı ürün, bir kolaylaştıran çeşitli mekanik gerilimlere ve çevre hava koşullarına tabi olduğunu göstermiştiremisyon.

Maynard ^7'ye göre, maruziyet üzerine, ENM bu aerosoller inhalasyon veya dermal temas yoluyla insan organizmasının ile etkileşime girebilir ve dolayısıyla kanserojen olanlar da dahil olmak üzere çeşitli zararlı etkilere neden olabilir vücut içinde yatırılır olsun. Böylece, ENM emisyon olgusunun bir anlayışa Shatkin ve ark., ⁸ tarafından belirtildiği gibi, nano yapılı ürünlerin görülmemiş kullanım verilen büyük önem taşımaktadır. Bu sadece kendi maruziyetten kaynaklanan beklenmeyen sağlık ilişkili komplikasyonların önlenmesinde değil, aynı zamanda nanoteknoloji kamu güvenini teşvik yardımcı olmayabilir.

Bununla birlikte, pozlama ile ilgili sorun artık araştırma topluluğu tarafından dikkatini çekmenin başlamış ve son zamanlarda (dünyada çeşitli araştırma birimleri tarafından vurgulanır olmuştur, örneğin Hsu ve Chein ^6, Göhler ve ark., ^9, Allen ve ark. ve ^{ark., 11,} Al-Kattan ve ark., ^12, Kaegi ve ark., ^13, Hirth ve ark., ^14, Shandilya ve ark., ^{15, 31, 33,} Wohlleben ve ^{diğerleri., 16} Bouillard ^{ve diğ. 17,} Ounoughene ve ark., ^18). ticari pazarlarda nano yapılı ürünlerin büyük ölçekli dağıtım göz önüne alındığında, sorunu çözmek için en etkili yaklaşım bir önleyici biri olacaktır. Bu tür bir yaklaşımda, bir ürünün "tasarımdan nanoSAFE-" ya da "güvenli nanoteknoloji tasarım" (Morose ^19), yani, düşük yayıcı olduğu bir şekilde tasarlanmıştır. Diğer bir deyişle, bu ortamda aerosollerin az miktarda yayan ise onun kullanım sırasında problem çözme yararlarını maksimize eder.

Bir nano yapılı ürünün kullanım aşamasında nanosafety-by-tasarım test etmek için, yazarlar, uygun bir deneysel metodoloji mevcutbu makalede bunu. (I), mekanik ve (ii) Çevre gerçek hayat simüle olduğu nano yapılı ürün, bir tuğlanın vurgulamaktadır amaçlayan olan kullanım aşamasında tabi tutulur: Bu yöntem tacizlerinin iki tip oluşur.

(I) mekanik yardım toplamaya taklit doğrusal bir aşınma cihazı. Şekil 1A gösterildiği gibi özgün ve ticari formu, ASTM D4060 ^20, ASTM D6037 ²¹ ve ASTM D1044 ²² gibi çok sayıda uluslararası kabul görmüş test standartlarına başvurulmaktadır. Nedeniyle sağlam ve kullanıcı dostu tasarımı Golanski et al. ^23, göre, özgün biçim zaten vb stres olma boya, kaplama, metal, kağıt, tekstil gibi ürünlerin performansını analiz etmek için sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır bu cihaz vasıtasıyla uygulanabilir ile yürüme, örneğin, bir iç ortamda uygulanan tipik bir tekabülAyakkabı ve ev farklı nesnelerin yer değiştirmesini (Vorbau ve ark., ²⁴ ve Hassan ve diğ. ^25). Şekil 1A, bir yatay yer değiştirmesi çubuk ve numune yüzeyi üzerinde hareket fro standart Abradant taşır. aşınma aşınma nedeniyle temas noktasında sürtünme temas yüzeyinde meydana gelir. Aşınma aşınma büyüklüğü Abradant üstünde hareket Normal yük (F _K) değiştirilmesiyle de farklılaştırılabilmektedir. yıpratıcı ve normal yük değerinin türünü değiştirerek, bir abrasiveness ve dolayısıyla mekanik stres değişebilir. Morgeneyer ve ark., ²⁶ gerilme tensörü, normal ve teğetsel bileşenden oluşmaktadır aşınma sırasında ölçülecek olduğuna dikkat çekmişlerdir. Teğet gerilme th sonucu ise normal gerilme F _N normal yük, yani doğrudan bir sonucudure teğetsel kuvvet (F _T) olarak ölçülen bir sürtünme işlemi, hareket eden ve aşınma yer aldığı yöne paralel ya da anti-paralel hareket etmektedir. Bu aşınma cihazının orijinal haliyle, bir F _T belirleyemiyor. Bu nedenle, ENM bir aerosolleştirme sırasında mekanik gerilimlerin rolü tam olarak tespit edilemez. Morgeneyer ve ark., ²⁶ ile ayrıntılı olarak tarif edildiği gibi, bu sınırlama ortadan kaldırmak için, (a) ve (b) üst yüzeyi üzerinde bir gerilme ölçer monte alüminyum 2024 alaşım içinde bir yineleme ile yüklü yatay çelik çubuk değiştirerek modifiye adres Bu çoğaltılmış alüminyum alaşımlı bar. Bu durum, Şekil 1B 'de gösterilmiştir. Bu gerginlik ölçer aktif ölçüm ızgara uzunluğu 1.5 mm ve ızgara taşıyıcı uzunluğu ölçme 5.7 mm dir. Bu kalınlık 3.8 um ve ölçüm faktörü 1.95 ±% 1.5 olan bir konstantan folyo imal edilmiştir.mekanik gerilimlerin Uygun bir ölçümü, gerçek göstergesi üretilen gerilim güvenilir bir ölçüm sağlar, strain gauge seri olarak bağlı olan bir dinamik gerilim ölçer amplifikatör aracılığıyla sağlanmaktadır. amplifikatör üzerinden iletilen veri veri toplama yazılımı kullanılarak elde edilir.

Şekil 1. Aşınma Aparatı ve Strain Gauge. Aşınma hızı, süresi ve vuruş uzunluğu kontrolleri ile Taber aşınma aparatı (A) ticari standart form. Başlangıçta monte çelik çubuk alüminyum çubuğun tarafından değiştirildi ve daha fazla bir gerilim göstergesi ile teçhiz edilmiştir (B) teğet kuvvet (F _T) ölçmek için. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

içinde Bu modifiye Taber aşınma cihazı bir nanosecured çalışma sonrası uygunluk altına yerleştirildiği trong> Şekil 2, komple deneysel kurulum gösterilmiştir. Bir parçacık serbest hava sürekli 31,000 l / dak akış hızında bu çalışma sonrası içinde dolaşan. Bu% 99.99 olan bir partikül filtresi verimliliğine sahiptir ve zaten başarıyla çeşitli nanopartiküller 'dustiness testlerinde Morgeneyer ve ark., ²⁷ tarafından istihdam edilmiştir.

Şekil 2. Deneysel Set-up (ark. ³¹ Shandilya). Bir nanosecured çalışma tesisi oluşturulan aerosol parçacıklarının aşınma testleri ve gerçek zamanlı karakterizasyonu (kalitatif hem de quantitavive) yürütmek için. partikülsüz hava küçük bir kısmı arka plan numarası konsantrasyonu partikülleri ortadan kaldırmak için emisyon odasının iç tarafında bir yuva geçirir.Güncelle / 53496 / 53496fig2large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

(Le Bihan bilgilerini ve ark., ^28), 0.5 m'lik 0.6 x m 0.3 x, boyutları, aşınma cihazının motoru dışında tutulur ve doğrusal olarak kayan kısmı kendi kendini tasarlanmış emisyon test odası içinde tutulur. Bu test sonuçlarına müdahale etmekten aşınma Aparatı 'motorlu emisyonlarının önlemede yardımcı olur. Üretilen aerosol parçacıklarının numune radyal simetrik kapağı (713 ^cm3 hacim) yakın iç yapılır. bu gibi bir davlumbaza kullanılmasıyla, yüzeylerinde nedeniyle biriktirme aerosol parçacıkları kayıpları en aza indirilebilir. Diğer bir avantaj nedeniyle emisyon test odasına göre kaput nispeten düşük ses aerosol parçacıkları sayı konsantrasyonu artışı içermektedir. Bu sayede, parçacık aerosol gerçek zamanlı karakterizasyonu ve analiz kurmakAşınma kullanım sırasında üretilen elde s sayıları konsantrasyonları, boyut dağılımları, element kompozisyonlar ve şekil açısından deneysel yapılabilir. Kulkarni ve ark., ⁵ göre, ENM sayısı yoğunluğu parçacıkları "hava birimi santimetre küp ENM mevcut numarası" olarak tanımlanabilir aerosolleri içerir. Benzer şekilde, ENM aerosoller boyutu dağılımı ", bir ENM özelliği, belirli bir boyut aralığındaki parçacıklar ile ilişkili (genellikle sayısı ve kütle konsantrasyonu) miktarını ifade ilişkisi".

Bir parçacık Sayaç (ölçülebilir boyut aralığı: 4 nm 3 um) aerosol ölçen sayı konsantrasyonu (PNC) parçacıklar. Parçacık sizers (ölçülebilir boyut aralığı: 15 nm - 20 mikron) partikül büyüklüğü dağılımı (PSD) ölçün. R'mili ve arkadaşları tarafından detaylı olarak tarif aerosol parçacıkları örnekleyici (.

(ii) Çevre talep Şekil 3'te gösterilen bir ayrışma odasındaki hızlanan yapay ayrışma yoluyla simüle edilebilir. Shandilya ve arkadaşları tarafından gösterildiği gibi. ^31, hava koşullarına, uluslararası standartlara uygun olarak tutulabilir veya bağlı özelleştirilebilir simülasyon türü. bir optik radyasyon filtresi yüklü - (400 nm 300) UV ışınlarına maruz kalma ksenon ark lambası ile sağlanır. yağmur eylem üzerlerine deiyonize ve arıtılmış su püskürtülerek simüle edilmektedir. Bir rezervuar akış suyu toplamak için test örnekleri altına yerleştirilir. Toplanan su veya sızıntı suyu ENM liçi analizi gerçekleştirmek için daha sonra kullanılabilir.

Şekil 3. Ayrışma Odası. Suntest XLS + hava odasının, ticari bir şekilde, nano-kaplamalı örnekler yerleştirildiği içindeki paslanmaz çelikten bir kapağı içerir. Su deposu kaput içinde püskürtülür su kaynağı olan kaputun altına yerleştirilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Protocol

Not: Burada protokol sunulan teknik yalnızca sunulan test örnekleri ile sınırlı değildir, ancak aynı zamanda, diğer örnekler için de kullanılabilir.

1. Yapay Ayrışma [CEREGE Platformu, Aix en Provence]

1. iyonu giderilmiş ve saflaştırılmış suyun 250 ml'lik bir numune alın bir çanak içinde püskürtülecek. suya, su iletkenlik ölçer ucu batırın. Su iletkenliği unutmayın. işlemi tekrarlayın ve su iletkenliğini her zaman not alın.
   NOT: ISO 16474 ³² göre, / cm 5 uS daha yüksek olmamalıdır.
2. Iletkenlik ölçülmesinden sonra, (Şekil 3'te gösterildiği) paslanmaz çelik başlık altında ayrışma odası mevcut rezervuar su kaynağı bağlamak.
3. Bir hortum boru yoluyla bir drenaj açıklığına odasının arkasındaki taşma ağzı bağlayın.
4. paslanmaz çelik davlumbaz içine hava nanokaplamanın örnekleri yerleştirin ve kapağını kapatın. İAB içinLe sonuçların istatistiksel değerlendirme, üç aynı nanokaplamanın ve referans örneklerin minimum kullanımı.
5. dijital konsolda, eskitme odasının önündeki mevcut, UV ışığı 120 dakika, 102 dakika, kuru ve 18 dk su spreyi oluşan 2 hr döngüsü seçin.
6. 7 ay tekabül 2658 eşit döngü sayısını girin.
7. 60 ± 5 W / m ² 'ye eşit ksenon ark lambası ışınım düzeyini seçin.
8. 38 ° C'de ortam sıcaklığı ayarlayın.
9. konsoldaki LAUNCH düğmesine basarak ayrışma testi başlatın.

2. Aşınma ve ENM Aerosoller Karakterizasyonu [INERIS S-NANO Platformu, Verneuil]

NOT: Kullanmadan önce, ayrı ve yüklü referans sayacı bölümden oluşmaktadır INERIS S-NANO Platformunun bir kalibrasyon bankta aletleri karakterize parçacık aerosol ön doğrulayın. Belirli bir protokol takip ederek, enstrümanlar pervane çalıştığından eminCihazın kusursuz.

1. Deneysel set-up gösterilen tüm birimlerini ve araçlarını birleştirin ve Şekil 2'de gösterildiği (birimler ile ilgili detaylar ve araçların kurulması Shandilya ve ark., ³³ verilmektedir) olarak gerekli bağlantıları yapmak.
2. ON düğmesi FLUX basarak nanosecured workpost içindeki parçacık serbest hava dolaşımı açınız.
3. haznesi açma ve nanosecured çalışma sonrası içinde açılması tutarak emisyon test odasına geçmesine bu parçacık serbest hava olun.
4. Denemeyi kurmak için, hazne içerisindeki parçacıkların ani sayısı konsantrasyonunu ölçmek için emisyon test odasına doğrudan parçacık sayacını bağlayın. Ekran tezgahın üzerine doğrudan konsantrasyon değerini gözleyin.
5. parçacık serbest hava odasından geçerken onu sıfıra düşene kadar, bu anlık sayı konsantrasyon değeri izlemeye devam. Bu şekilde, temin etmesikamara herhangi bir arka plan parçacığın ücretsizdir.
6. Bu süre zarfında, yumuşak sürtünme cihazı ile donatılmış bir alet yuvası içine hareket ileri ve geri bir onun bir ucu çevirerek, standart silindir şeklindeki Abradant kenarlarını pah.
7. , Abradant ve örnek en az 0.001 g ölçüm hassasiyetle dijital bir denge tartmak kullanılarak aşındırılmış olması.
8. Bir kez onun dibinde bir ayna mevcut aracılığıyla aşınma cihazının dikey miline yivli Abradant düzeltmek, bitti.
9. nanoyapılı ürünü yerleştirin sabit Abradant altında hafifçe aşındırılmış ve sıkıca montaj sistemi üzerindeki konumunu düzeltmek için.
10. Aerosol örnekleyicisini açın ve bir cımbız kullanarak, yukarı doğru parlak tarafı yuvasında bir bakır örgü ızgara yerleştirin. bunu düzeltmek için ızgara üzerinde dairesel bir halka koyun.
11. Oth partikül kaynağına örnekleyicisini kapatın ve bir pompaya bağlamak bir filtre aracılığıyla bir ucunda (yani, ızgara karanlık tarafına doğru) veer ucu (yani ızgara parlak tarafına doğru). Ölü ağırlıkları kullanılarak dikey şaft üzerinde gerekli normal yükü monte edin.
12. açık odasının içine arka plan parçacıkları konsantrasyonu sıfıra düşmüşse, partikül sayacı sayesinde, kontrol edin. Değilse, bunun için bekleyin. Eğer evet ise, emisyon test odasının kapısını kapatın.
13. aşağıdaki gibi enstrümanlar dijital konsolları üzerinden manuel olarak partikül sayacı debileri ve sizers ayarlayın: hem TBM 1,5 l / dak; SMPS- 0.3 L / dak; APS- 5 L / dak
14. Bu üç araçlar için 20 dakika toplam örnekleme süresini ayarlayın. aşınma cihazında sırasıyla aşınma süresini ve 10 dakika eşit hız ve dakikada 60 döngüleri ayarlayın.
15. Dinamik strain gauge amplifikatör gerilme ölçer bağlayın. içinde yüklü yazılımı kullanarak veri toplama için kullanılır bilgisayara dinamik gerilme ölçer amplifikatörü bağlayın.
16. yazılımını açın.
17. YENİ DAQ PROJESİ o için tıklayınkalem, yeni bir veri toplama dosyası.
18. CANLI GÜNCELLEME tıklayarak canlı veri toplama seçeneği durdurmak
19. 0 sıfıra eşit referans sinyal değerini ayarlamak için yürütmek tıklayın.
20. CANLI GÜNCELLEME tıklayarak canlı veri toplama üzerinde geri dönün.
21. veri gösterimi gerçek zamanlı grafik modunu seçmek için görselleştirme tıklayın.
22. şablonları açmak için YENİ tıklayın.
23. Örneğin, opsiyon KAPSAM PANEL seçin.
24. bir kerede partikül sayacı ve sizers veri toplama başlatın.
25. yaklaşık bir gecikmeden sonra. 5 dakika, aşınma başlar.
26. Devam eden aşınmaya karşı gelen gerilim ölçer sinyalleri elde etmek veri toplama yazılım penceresinde BAŞLAT'a tıklayın.
27. 2 dakika sonra, MPS bağlı pompa açın.
28. aerosol parçacıklarının emisyonu miktarına bağlı olarak 4 dakika - 2 için pompa çalışır durumda tutmak. Not: MPS ile örneklenen aerosol parçacıklarının sayısı, yani sayıda uygun olmalıdırne çok kıt ne de tam mikroskobik analiz engelleyebilecek çok hangi artı.
29. aşınma durduğunda, DUR tıklayarak veri toplama kapatın.
30. ŞİMDİ KAYDET DATA tıklayarak edinilen verileri kaydetmek.
31. Sayaç ve sizers verilerini elde durdurduktan sonra, emisyon testi odasını açın ve tekrar Abradant ve aşındırılmış nanoyapılı ürünü tartın.
32. Her aşınma testi için tüm süreci devam ediyor.
33. aşınma testleri kez, bir kez daha enstrümanlar INERIS S-NANO Platformu kalibrasyon tezgah üzerinde karakterize üç parçacık aerosol doğrulayın.

Sıvı Suspensions- Bırak Biriktirme Tekniği 3. TEM Analizi [INERIS Kalibrasyon Platformu, Verneuil]

1. Sıvı süspansiyon bir% 1 hacim seyreltilmiş sulu bir solüsyonu hazırlayın (örneğin, "boya"), süzüldü ve de-iyonize su 99 parça kaplama süspansiyonunun 1 parça ilave edilmesiyle hazırlandı.
2. koy açkızdırma deşarj makinesinin r
3. Aşağıdaki çalışma koşullarını ayarlayın: 0.1 mbar, 45 mA, 3 dakika süresi.
4. plazma tedavisi ile TEM bakır örgü ızgara hidrofilik hale getirmek için, metal standı üzerine koydu. Kapağı kapatın ve motoru başlatmak. 3 dakika sonra otomatik olarak durur.
5. Bir cımbız kullanarak hidrofil döndü örgü ızgara çıkar. onun parlak tarafı yukarı gelecek şekilde yavaşça yerleştirin. Bir şırınga kullanılarak, hidrofilik tel ızgara üzerine seyreltilmiş bir çözelti damla (8 ul yakl.) bırakın.
6. su içeriği buharlaşır ve kurucu parçacıklar ızgara üzerinde biriken dinlenme böylece kapalı bir odasında örgü ızgara kurutun. ızgaralı kolayca yağ veya kurum parçacıklarının karakteristik dairesel veya şerit şekilleri gibi tespit edilebilir sokak parçacıklar ile tahsil almaz emin olun.
7. Bir kez hazır, TEM prob ızgara koymak ve mikroskopik analizi yürütmek. [Elektron gerilim 120 kV hızlandırma, cf 31.
8. Izgara parçacıkları analiz etmek ile çok yüklü belirirse, biriken damla seyreltme yüzdesini ve hacim düşük. Operatör biriktirilmesi için mümkün olan maksimum ses 12 ul yaklaşık olarak eşittir.

Representative Results

deney Örnekleri
makalede sunulmuştur protokoller, üç farklı ticari nano yapılı ürün uygulanmıştır. Bir odak deneysel yaklaşımın ayrıntıları burada alınır:
_TiO2 nanopartiküller ile takviye edilmiş (a) alumino-silikat tuğla, (x 5 cm x 2 cm, 11 cm). Bir tarama elektron mikroskop görüntü ile birlikte maddi özellikleri Tablo 1 'de gösterilen ve sırası ile Şekil 4, vb cephe ev duvarları, duvar karoları, kaldırımlar yapımında sıkça uygulama alanı bulur.

Nanoyapılı Alumina-silikat Tuğla Şekil 4. SEM Görüntüsü (ark. ³³ Shandilya). Mikroölçülerdeki sandık veya yüzey pürüzleri ile pürüzlü yüzey görüntüde görülebilir. Bu yüzey pürüzler ab etkileşimeaşınmaya sırasında radant. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Özellikleri	değer
kompozisyon	AI, Si, Ca, Ti
efektif pürüzlülüğü	7 um
TiO2 ortalama primer parçacık boyutu	<20 nm
Elastik modülü	(Yakl.) 20 GPa
Poisson oranı	0.2
Vickers Sertlik	(Yakl.) 800

Tablo 1: Nanostructured Alumina-silikat Tuğla Malzeme Özellikleri.

(B) PhotoCatsırasıyla, dağıtıcı olarak PMMA ve alkollü baz ile anataz titanyum dioksit nanopartikülleri içeren alytic NANOCOATINGS. Şekil 5 (A) ve (B) 'de gösterilen iki NANOCOATINGS Transmisyon Elektron mikroskobu (TEM) analizi, ilk durumda 8 ± 4 nm'lik eşit ortalama _TiO2 parçacık boyutuna ortaya ikinci 25 ± 17 nm olurken. Ayrıca, iki ayrı fazlar (gri renkte) dağıtıcı ile katkı yaptığını ve görülebilir (pitch siyah renkte) _TiO2 nanopartiküller dahil. İki NANOCOATINGS titanyum dioksit nanopartikülleri hacmi yüzdesi, aynı ve% 1.1 eşittir. Enerji dispersif X-ışını analizi damla çöktürme tekniği için protokol, aşağıdaki sonra elde edilen iki NANOCOATINGS elementel kompozisyon, ve (EDX), örneğin, C (kütle içinde 60 ila 65%), O içindeki gözlemler göstermektedir (15-20 kütle%) ve Ti (kütle 10 ila% 15). Hem bir NANOCOATINGS unutulmamalıdırvb tuğla, beton gibi, genel olarak gözenekli yapıların dış yüzeyleri üzerinde uygulama için özel olarak imal edilen yeniden nedenle nanokaplamanın uygulama için seçilen alt-tabaka, bir ticari bir düz duvar tuğlası (5 cm x 5 cm x 11 cm) idi.

(A), PMMA ve Dağıtıcılar sırasıyla (B) olarak alkollü baz (Shandilya ve ark., ³³⁾ sahip NANOCOATINGS bölgesindeki Mevcut nano-parçacıkların Şekil 5. TEM görüntüsüdür. Dışında farklı kurma iki NANOCOATINGS boyutlarını nano-tanecikleri, bireysel morfolojiler olan aynı zamanda farklı, yani ikincisi için mahsur ise eski için yapı gibi bulut. büyük halini görmek için tıklayınızbu rakamın.

(c) 10 nm primer boyutuna sahip olan İcra Kurulu Başkanı'nın ₂ nanopartiküllerinin oluşan şeffaf sır katkı maddesi. Bu% 1.3 hacim yüzdesine sahip sır dağılır. Böyle bir sır, genellikle dışarıdan onların nihai renk doğru koruma vermek için boyalı ahşap yüzeyler yalan ve zamanla ayrışma uygulanır. Şekil 6A ve B, TEM görüntü ve örnek bir damla element kompozisyonu analizi sırasıyla gösterilmiştir.

Şekil 6:. TEM Görüntü ve Örnek Bir Damla TEM görüntüsü (A) ve örnek bir damla element kompozisyonu analizi (B) Element Bileşim Analizi gösterilir bir büyük görmek için tıklayınızBu rakamın sürümü.

Nanoyapılı Brick emisyon
Aşınma sırasında nanoyapılı tuğla (M _t) toplam yıpranmış kütlesinin gelişimi Şekil 7'de F _N'nin gösterilmiştir. F _N her bir değeri için, aşınma testi üç kez tekrar edilmiştir. Bu evrim F _N = beklenmedik yüksek yükler için artar 10.5 N bundan sonra doğrusal bir yol takip görünüyor. Aşınmış kütle değerlerinde ölçülen standart sapmalar, 0 ile 0.023 g arasında değişir. Her bir aşınma testi sırasında Abradant yıpranmış kütlesi bu nedenle daha az,% 2 ihmal edilebilir bir tuğla oldu.

>
Şekil 7. Normal bir yük fonksiyonu olarak Aşınma kitle. Tekdüze sürekli artan, normal yükü ile aşınma (Shandilya ve ark., ³³⁾ sırasında tuğla artar toplam yıpranmış kütlesi bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 8'de, yayılan aerosol taneciklerinin unimodal PSD F _N farklı değerleri için gösterilmiştir. Her değer, aşınma testi üç kez tekrar edilmiştir. Artan F _N, PSD modu da artmaktadır. Ancak, 10.5 N ötesinde, sayı konsantrasyon tepe veya maksimum parçacık sayısı konsantrasyonu ~ 645 cm durgun kalır ^-3.

tp_upload / 53496 / 53496fig8.jpg "/>
Normal yük ile yayılan aerosol parçacıkları artar normal Yük bir işlev olarak Şekil 8. Aerosol Parçacıklar Boyut. Parçacık büyüklüğü dağılımının modal büyüklük (PSD) eğrileri (Shandilya ve ark., ³³⁾ daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız bu figür.

Şekil 9A'da, toplam FUK'un evrimi F _N'nin gösterilmiştir. parçacıklar 20-500 nm aralığında boyutlara sahip olan, buna azalmaya başlar ve bundan sonra 10.5 N kadar arttırır. 0.5 - 20 mikron boyut aralığı, sürekli artar. Bununla birlikte, artan F _T ile ilgili olarak, ancak 10.5 N aşan toplam FUK'un davranışını sabit bir değer gibi görünmektedir Şekil 9B'de gösterildiği UB> farklıdır. Benzer bir gözlem çok PSD modlar için görülebilmektedir.

Şekil 9. Yayılan aerosol parçacıklarının (A). Toplam çıkan aerosol, normal bir yük fonksiyonu olarak aerosol parçacıklarının sayısı konsantrasyonu (PNK) partiküller (Shandilya ve ark., ^34), (b) toplam PNC ve teğetsel bir yük fonksiyonu olarak PSD modu Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

4 farklı F _N değerleri, 50 DIF boyutlarda aşınma sırasında tel ızgara üzerinde toplandı örneklenmiş aerosol parçacıklarının TEM analizi içinferent aerosol parçacıkları, her ızgara için ölçüldü ve ortalama boyutları her durumda belirlenmiştir. Tablo 2, ortalama değerleri gösterir. Örnek aerosol parçacıklarının ortalama boyutu net bir artış artan F _N görülebilir.

Normal yük (N)	Ortalama aerosol partikül boyutu (um)
6	0.2 ± 0.1
9	0.9 ± 0.3
10.5	3 ± 0.7
13	5 ± 0.6

Tablo 2: F _N farklı değerleri örneklendiği aerosol parçacıklarının ortalama aerosol parçacık boyutu.

Fotokatalitik NANOCOATINGS Gönderen Emisyon
fotokatalitik NANOCOATINGS gelen aerosol parçacıklarının emisyonunu test etmek için, onların yıpranmış ve non-havaya test örneklerinin aşınma testleri yapıldı. onların olmayan havaya numunelerin ilgili sonuçlar ilk sunulmuştur. 4 tabakalı NANOCOATINGS "test örnekleri Şekiller 10A gösterilmiştir 6 N normal yük altında aşındırılmaktadır zaman PNC eğrileri elde edilmiştir. Test aynı koşullar altında üç kez tekrar edilmiştir. kaplanmamış başvuru için tekrarlama aynı tuğla yapıldı. Şekil 10A aşınma t = 240 sn başlar ve t = 840 sn biter. Bu zaman aralığı (t = 0 240 sn) önce ve sonra, sistem boştayken. Alkollü bir baz ile nanokaplamanın kaplanmamış referansla karşılaştırıldığında FUK'un hiçbir fark vermek görünmektedir. İki hemen hemen aynı PNC seviyeleri var. nanokaplamanın muhtemelen tamamen witho ovuşturdu alır yanaHerhangi bir direnç sağlayan ut, PNC maksimum değerine ulaşır (≈ 200 cm ^{- 3)} aşınma başlar kısa bir süre sonra. Standart sapma, 5'den 16 santimetreye kadar değişmektedir ^{- 3.} Nedeniyle aşınmaya karşı nanokaplamanın olası bir direnç ^- PMMA nanokaplamanın için PNC başlangıçta düşük ⁽³ ≈ 14 cm). Ancak, bu direniş kapalı okşanmak başlayabilir sonra belli bir noktaya (t = 624 sn) kadar devam eder. Bunun bir sonucu olarak, FUK giderek artan başlar. Diğer nanokaplamanın veya aşınma sonuna doğru referans için aynı değeri ulaşır. PMMA ile nanokaplamanın için ölçülen değerler standart sapma 0.7 27 cm arasında değişmektedir ^{- 3..}

NANOCOATINGS Aerosol Parçacıklar Üretimi üzerindeki nanokaplamanın Tiplerinin Şekil 10. etkisi. Süresi (B) (A) 'PNC varyasyonu normal yük 6 N altındaki nanokaplamanın 4 katmanlarının aşınma sırasında yayılan aerosol parçacıklarının PSD (Shandilya ve (Not Tüm eğriler 3 tekrarlanan deneylerde elde edilen ortalama eğrileridir) ark. ³³⁾ , bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 10B'de, yayılan aerosol parçacıklarının PSD gösterilmiştir. alkollü baz ile nanokaplamanın PSD üzerinde ya küçük parçacık boyutları (154 ± 10 nm) doğru boyut modu vardiya dışında hiçbir etkiye sahip gibi görünüyor. 0.2 ila 16 cm, bu durumda değişiklik olarak ölçülür PSD standart sapma ^{- 3.} PMMA nanokaplamanın ölçüde partikül em oluşturma ~ 30 kat PSD eğrisinin tepe damlaTamamen önemsiz ission. ³ maksimum ^- Burada ölçülen standart sapma 8 cm'dir.

Şekil 11A, artan F _N Sonuç olarak PMMA 4 tabakalı nanokaplamanın ile gösterilmiştir. aşınma t = 240 sn başlar ve t = 840 sn biter. FUK'un net bir görünüm için, t = 240 sn ve t = 480 saniye arasında, Şekil 11A1 bir uzaklaştırdınız görünümü de gösterilir. PNC Normal yük artar. Aynı desen çok alkollü tabanı ile 4 katmanlı nanokaplamanın Şekil 11B devam ediyor. PMMA ile nanokaplamanın için PSD ölçerken, PSD parçacık algılama eşikleri bile yakın çok düşük konsantrasyonlarda gösterdi. Bu nedenle, iki partikül Sizers kullanılmaya devam edilmemiştir. Ama alkollü baz ile nanokaplamanın için, böyle bir sorun vardı. Bu durumda, PSD gösterilmiştirŞekil 11C. Artan boyutu modları ile üç unimodal dağılımlar (274 nm ile 365 nm 154 ie) ve konsantrasyon zirveleri artan, normal yük artışı görülebilir.

NANOCOATINGS gelen aerosol parçacıklarının Üretimi üzerindeki normal yük Şekil 11. etkisi (A) PMMA ve (B) 'alkollü baz ile nanokaplamanın 4 katmanları için kez PNC varyasyon.; (. Shandilya diğ ^33); (A1) uzaklaştırdınız görünüşüdür alkollü baz ile nanokaplamanın 4 katmanlarının aşınma sırasında yayılan aerosol parçacıklarının (C) PSD (Not Tüm eğriler 3 tekrarlanan deneylerde elde edilen ortalama eğriler) tıklayın burada bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için.

Şekil 12, PMMA nanokaplamanın 2 ve 4 tabakaya sahip olan, iki numune, test edilir, bu etkiyi göstermektedir F _N = Aşınma t = 240 sn başlar ve t = 840 sn sona 6 N. PNC her zaman daha düşük olduğunda nanokaplamanın 4 tabakalar ^- 2 tabakalara nazaran aşındırılır (standart sapma 2 ila 27 ^cm3.) (Standart sapma:. 13 37 cm ^{- 3)} ya da kaplanmamış bir başvuru. tabakaların her iki seti de aşınmalara karşı direnç sağlamak gibi görünüyor. Bununla birlikte, alkollü baz ile nanokaplamanın halinde, 2 ve 4 kat içindeki PNC sahiptir.

Nano-kaplamalar Aerosol Parçacıklar Üretimi üzerindeki kaplama Katmanlar Sayısının Şekil 12. etkisi. Tim ile PNC varyasyon(not: tüm eğrileri 3 tekrarlanan testlerden elde edilen ortalama eğriler) PMMA ile nanokaplamanın 2 ve 4 katmanları için e (. Shandilya ark ³³⁾ Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

PMMA ile 4 katmanlı nanokaplamanın SEM gözlemler de aşınma sonunda yapıldı. Şekil 13, gözlem gösterir. Bir unabraded kaplanmış yüzeyi (işaretlenmiş A) (kütle olarak)% 12 ~ ortalama Ti muhtevasına sahipti. aşınmış bir parçası (işaretli B), ortalama Ti içeriği tamamen tuğla yüzeyi açığa böylece, (kütlede) ~% 0 aşağı düşürür.

Nano-kaplamalı Yüzeylerin Şekil 13. Mikroskobik Analizi. SEM görüntüsü ve kaplamalı a EDX analiziND PMMA nanokaplamanın parçaları aşınmış; bölüm (A): unabraded kaplanmış yüzeyi; bölüm (B): aşınan (. Shandilya ark ³³⁾ Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Bunu 2 tabakalı muadili veya nanokaplamanın onun 2 ve 4 tabakaları da dahil olmak üzere, diğer nanokaplamanın, karşılaştırıldığında Dolayısıyla, PMMA 4 tabakalı nanocating oldukça iyi bir performans göstermiştir. Bu gözlem göz önüne alındığında, PMMA ile nanokaplamanın arasında bazı 4 katmanlı örnekleri de yapay maruz kaldılar önce kendi aşınmaya karşı hava hızlandırdı. Şekil 14A-E, bir ayrışma bir kötüleşen etkisini görebilirsiniz. Nonweathered nanokaplamanın sürekli bir entegre bir şekilde Şekil 14A'da görülmektedir. nanokaplamanın v ilerleyici bozulma ia çatlama sonra, yani ardışık rakamlar görülebilir 14B, C, D ve E Rakamlar. Aksine, kaplanmamış bir referans bu tip etkiler gösterir. Nedeniyle su içeriği buharlaşma ve böyle bir bozulma UV ışınları sonucu ile etkileşimi sırasında nanokaplamanın mevcut polimerik bağlayıcı kademeli kırılganlığını kurutma stres (Beyaz ^35, Murray ^36, Dufresne ve ark., ^37, Hare ³⁸ Tirumkudulu ve Russel ³⁹⁾ . (Tuğla ile katkıda) element (nancoating katkıda) Ti arasındaki haritalama ve Ca aracılığı ile yıpranmış nanokaplamanın EDS analizi Şekil 14F-J gösterilmiştir. Şekilde, yüzey (ortalama değer ~16.1%) üzerinde hemen hemen durağan Ti içeriği artan Ca içeriğine ve dolayısıyla ortaya yüzeyi ile gözlenebilir. Bu sonucun önemli sonuçlarından biri de hava ile nanokaplamanın büzülme olabilir.

> "Ontent
Şekil 14. giderek kötüleşen nanokaplamanın mikroskobik Analizi (Shandilya ve ark., ^31). Bozulma zamanla kadar derinleştiren yüzeyde çatlak görünümünü yoluyla olan bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Suda _TiO2 nanopartiküller emisyon ölçümü 2, 4, 6 aralıklarla ve hava 7 ay yürütülmüştür. Sızıntı suyu bu 100 mi numuneleri toplanmıştır akış suyu alınır ve indükleyici olarak birleştirilmiş bir plazma kütle spektrometrisi (ICP-MS) kullanılarak analiz edildi. Tablo 3 ICP-MS çalışma koşulları göstermektedir. Bu Ti eşik saptama değeri (= 0.5 ug / L) aşağıdaki zaman olduğu bulunmuştur bulunduörnek hacmi. Bu gözlem hava ile bozulmaya rağmen, nanokaplamanın hala güçlü akış sulara liç karşı bağlı sonucuna götürür.

numune hacmi	2 mi
RF Güç	1550 W
RF Eşleştirme	1.78 V
Taşıyıcı gaz	0.85 l / dak
Makyaj gazı	0.2 l / dk
nebulizatör	Micromist
nebulizatör pompası	0.1 r / s
S / C sıcaklık	15 ° C
O akış hızı	5 mL / dak
H 2 akış hızı	2 ml / dakika
entegrasyon zaman	0,1 sn
Odası & Torch	Kuvars
koni	Ni

Tablo 3: ICP-MS Çalışma Koşulları.

ayrışma aşınma ile takip edildi. Şekil 15A ve B, aynı numune alma koşullarında nanokaplamanın ayrışmış 4 ve 7 aylık aşınma ilk 2 dakika boyunca örneklenen aerosol parçacıklarının, TEM analizi sonuçlarını göstermektedir. örgü ızgaralar üzerine aerosol parçacıklarının bir kalitatif olarak daha yüksek depozisyon ikinci durumda görülmektedir. polydispersed aerosol parçacıkları yüksek büyütme tespit edilebilirler. Olsa biz ölçmek mümkün değildi, ama 7 ay nanokaplamanın (Şekil 15C ve D) aşındırılmış edildi yıpranmış zaman TiO2 (yani, Ti kitle>% 90) serbest nanopartiküllerin önemli miktarda gözlenmiştir. Güven aralıkları ölçülen miktarlar küçükve bu nedenle araziler ihmal. Bu sonuç gibi Bozunmamış NANOCOATINGS bulguları ve çeşitli çalışmalardan farklı Shandilya ve ark., ^15, Golanski ve ark., ^23, Göhler ve ark., ^29, Shandilya ve ark., ^33. Bu nedenle, daha fazla özellikle ilgi çekmektedir. olmayan havaya NANOCOATINGS ve diğer bahsedilen çalışmalar için önceden elde edilen sonuçlarda, yayılan aerosollerin büyük bir kısmı matris bağlı durumda değil serbest halde nanomaterial besteledi.

Şekil 15. aerosol taneciklerinin mikroskobik analizi. Aerosol (A) 'nın aşınmadan yayılan taneciklerin 4 ay (B)' nin bir TEM görüntüsü 7 ay nanokaplamanın (C, D) 7 ay nanokaplamanın ayrışmış aşındırılması yayılan bilgilerini nano-tanecikleri ayrışmış (ark. ³¹ Shandilya) nanokaplamanın yıpranmış bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Ayrışma süresi 4 ay 7 ay ulaştığında Şekil 15E üç öğeleri-C yüzdeleri varyasyonlar, Ti ve Ca gösterilmiştir. Polimer kırılganlığını net bir etkisi% 12% 56 C içeriği bir damla görülebilir. Bu düşüş, doğrudan yayılan aerosol parçacıklarının yaklaşık matris mevcudiyetinde azalma olduğuna işaret eder. Ti içeriğinin% 55'e% 7 bir artış yayılan aerosol parçacıklarının Ti konsantrasyonunda bir artış gösterir. Altta yatan tuğla yüzeyidir, ayrışma 7 ay sonra, çok bazı aerosol parçacıkları veriraşınmaya bağlı. Bunun bir sonucu olarak, tuğla bazı aerosol parçacıkları ayrıca ayrışma 7 ay sonra gözlenir. Bu nedenle, ayrışma süresi aerosol parçacıklarının büyüklüğü ve kimyasal kompozisyonu üzerinde doğrudan etkisi vardır.

Yıpranmış referans ve nanokaplamanın aşındırılması sırasında FUK'un ve PSD: Bir Aşınma Süre Fonksiyonu olarak Şekil 16. FUK ve PSD. Aşınma = t 120-720 panelleri sn (A) ve (B) meydana gelir. (Shandilya ve ark., ³¹⁾ Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 16A-D samplin hacmi içinde örneklenmiş aerosol parçacıklarının FUK'un ve PSD sonuçlarını gösterg kukuleta. Şekil 16A ve B, T = 120 sn de başlayan ve t = 720 saniye kadar devam kaplanmamış referans aşınma sabit ve hava süresi bağımsız PNC (~ vermiştir 500 cm ^{- 3,} standart sapma 5-16 cm ^{- 3;} tekrar üç kez). Bu nedenle, suni bir havalandırma kaplanmamış referans çıkan aerosol parçacıkları üzerinde belirgin bir etkisi vardır. Bununla birlikte, nanoacoating halinde, ayrışma süresi açık bir etkisi süresi ayrışma ile FUK arttıkça görülür. 6 ve 7 ay hariç olmak üzere, zamanla kendi varyasyon niteliği de yine o durgunluk, yükseliş ve ardından çarpıcı benzer, yani ilk yükseliş, ve son durgunluk. 6 ve 7 ay boyunca, en kısa sürede aşınmaya başlar konsantrasyonunda ani bir yumru var. Konsantrasyondaki bu ilk tümsek referans daha da yüksektir. However, t sonra = 360 sn, geri referans seviyeye gelmek eğilimindedir. aşınma bakımından nanokaplamanın davranışındaki bu fark, aşınma sırasında kaldırma mekanizması olarak açıklanabilir. ayrışma 4 aya kadar nanokaplamanın kendi aşınmaya karşı yeterince güçlü olduğuna inanılmaktadır. Sonuç olarak, yavaş yavaş ve dolayısıyla giyilen alır, yayılan aerosoller sayısı konsantrasyonu giderek artar. Bununla birlikte, bozunma 6 ve 7 aydan sonra nanokaplamanın (önceden Şekil 14E'de görüldüğü gibi) ve gevşek bir şekilde bir tuğla yüzeye bağlı topaklı. Bunun bir sonucu olarak, en kısa sürede aşınma çıktığı anda bu nanokaplamanın topaklar yayılan aerosol taneciklerinin sayısı konsantrasyonunda bir yumru gösteren kolayca sökülüp olsun. Referans (Şekil 16C) için yayılan aerosol parçacıklarının PSD 250 ile 350 nm arasında ayrışma (mod değişen hiçbir belirgin etkisini gösterir; PNC ≈ 375 cm 3 -> kadar standart sapma 0,2-8 cm ^{- 3).} Şekil 16D, parçacık boyutu dağılımı, PNC durgun sırasında ilk aşamada uygun nanokaplamanın gösterilir. Bu rakam onlar için ilk durgun faz olduğundan hava 6 ve 7 ay boyunca herhangi bir eğri göstermemektedir. bir açıkça görebilirsiniz olarak, boyut modu yanı sıra maksimum FUK'un bir artış söz konusudur.

Sır emisyon
F _N = 6 N yayılan aerosol taneciklerinin sayısı konsantrasyonlar, elde edilen zaman takviye tuğla ve fotokatalitik NANOCOATINGS halinde aerosol tanecikleri emisyon gözlemler aksine, sır iki katmanlar aşınma boyunca non-yayım bulunmuştur partikül sayacı kullanılarak, her zaman daha az 1 cm ^-3 INSIGN dolayısıyla olduğu bulunmuşturificant.

Discussion

Bu yazıda, nanosafety-by-tasarım, ticari nanoyapılı ürünlerinin deneysel incelenmesi sunulmuştur. mekanik stresler ve çevre hava koşullarına maruz kaldığında nanosafety-by-tasarım herhangi bir ürünün kendi FUK'un ve PSD açısından ele alınabilir. Çalışma için seçilen ürünler _TiO2 nanopartiküller ile güçlendirilmiş alüminyum silikat tuğla, _TiO2 nano partiküller ile CEO ₂ nanopartiküller ve fotokatalitik NANOCOATINGS ile sır. Bu ürünler ticari pazarında müşterilere kolayca erişilebilir ve iyi günlük yaşamlarında ile ilişkilidir. Bu nedenle, onların nanosafety-by-tasarım karşı soruşturma önemlidir.

yapay Ayrışma
Farklı çalışma koşulları kullanıldığında bozunma gözlemler farklılık beklenebilir. Ayrıca, floresan UV ışığın spektral güç dağılımı / ksenon ark lambaları işaretidirdiğer ışık kaynakları kullanılarak ışık ve su maruz kalma cihazlarda üretilen bundan ificantly farklı. tipi ve bozulma ve UV lambaları pozlarda üretilen performans sıralamasında oranı laboratuvar ışık kaynaklarının diğer türlerine maruz kalma tarafından üretilen çok farklı olabilir. ayrışma test sonuçları da ayrışma odasını işletmek için alınır bakım bağlıdır. Bu nedenle, hat geriliminin düzenlenmesi gibi faktörler, lambaların cihaz faaliyette bulunduğu odaya, sıcaklık kontrolleri ve durumuna ve yaşına sıcaklığı da ayrışma odasının performansında önemli bir rol oynarlar. Test sırasında, ışık şiddeti UV lambası yaşlanma nedeniyle değişebilir. Standart bir lamba ≈1,400 saat ortalama ömrüne sahiptir. Bu nedenle, ayrışma testi başlamadan önce, bir çalıştırmak için lamba için sol saat sayısı emin olmalısınız. Su metalik iyonların varlığı onun con artırmak ayrışma odasının içine püskürtülüriletkenlik ayrıca dikkat çekmek için önemli bir yönüdür. su iletkenlik kabul edilebilir seviyeyi aşarsa, bu yıpranmış yüzey üzerinde çözünmüş metal izler bırakabilir. Bu gibi durumlarda, daha bozulmuş yüzey beklenenden daha elde edilir. UV lambasından ışınım dağılımı bazen tüm nanokaplamanın örnekleri yerleştirildiği üzerinde paslanmaz çelik destek üzerinde tekdüze değildir. Her bir örnek yüzeyi üzerine ışınım düzeyde bağımsız bir varyasyonu ± 2 ağırlık / m ² 'den etmez, böylece, böyle bir durumda, bakım nanokaplamanın örneklerin yerleştirilmesi sırasında alınmalıdır. ayrışma sonuçlarının tekrarlanabilirliği izin vermek için her bir malzemenin en az üç kere tekrar açık olmalıdır.

Aşınma ve ENM Aerosoller Karakterizasyonu
konsantrasyon olarak parçacıklar sayı konsantrasyonu emisyon test odasının içindeki aerosol parçacıklarının örnekleme noktası yerleştirme ile değişirodasının boyunca üniforma. Bu çalışmada, örnekleme noktası yüzeyi aşınmış olan yakın tutulmuştur. Onlar kısa sürede aşınmaya oluşturulan almak gibi örnek olarak bu aerosol parçacıklarının difüzyon ve sedimantasyon kayıplarının en aza indirilmesi sağlar. onlar aşınma üretilen partiküllerin karakterizasyonu karışmaz böylece onların asgari konsantrasyon arka plan parçacıklar azaltmak için yeterince yüksek olması gerektiği gibi parçacık serbest havanın akış hızı da önemlidir. aşınma sırasında, kenar oluklu yıpratıcı aşınmaya nanoyapılı ürünü ile temas alanı içinde homojen olmasını sağlar. kenarları düzgün yivli değilse, onlar da temas yüzeyini soyulabilir olabilir. nanoyapılı ürünleri ile çalışırken, bir operatör yayılan nanopartiküller için onun / onun maruz kalma son derece hassastır. Bu nedenle, aşınmaya içeren nano yapılı ürün, manipülasyonu, her türlü bir iç gerçekleştirilmelidirgeçmesine herhangi bir nanoparçacık engel yapabiliyor kapalı uygunluk.

Sıvı süspansiyon TEM analizi
sulu baz damla yatırma sırasında bakır tel ızgara hidrofilik doğası büyük önem taşımaktadır. Bu aynı zamanda yüzey ön ıslatma işlemleri ihtiyacını azaltır olarak ızgaranın yüzeyinde damla dengeler. Kapalı odasının içine yüklü ızgara kurutma onlar TEM analizi engel olabilecek çevre kir partikülleri ile kirlenmesini önlemek için de önemlidir.

standart aşınma cihazı alüminyum alaşım 2024 yılında bir yineleme tarafından zaten yüklü yatay çelik çubuk yerine ve bu çoğaltılmış alüminyum alaşım çubuğunun üst yüzeyinde bir gerilme ölçer monte edilerek modifiye edilmiştir. Bu değişiklik aşınma sırasında komple mekanik stres durumunu ve önceki mümkün değildi sürecin, dolayısıyla daha iyi kontrol bilerek sağlar. mikroskobik içinAerosol parçacıklarının, TEM-özel desteklerle fıltrasyona dayanan yeni bir partikül toplama tekniği pic analizi, yani, bu uygulama için özellikle geliştirilmiş bir filtre tutturucuda Bu çalışmada kullanılan edilmiş gözenekli ızgaralar TEM.

yapay Ayrışma
ışık, ısı ve suya maruz kalma sonucu fiziksel özelliklerinin bozulmasına karşı bir kaplama yeteneği birçok uygulama için oldukça önemli olabilir. Bu makalede sunulan maruziyet türü sınırlıdır ve atmosfer kirliliği, biyolojik saldırı, ya da tuzlu su maruz kalma gibi lokalize hava olayları bozulma taklit edemez.

Aşınma ve ENM Aerosoller Karakterizasyonu
ENM aerosoller karakterizasyonu için sunulan protokolün önemli bir sınırlama onların büyüklük ve için karakterize edilebilir önce bu ENM aerosoller bir kısmını kaybolmak olduğununumara. Böyle bir kayıp aynı zamanda kısa sürede yayılan alır gibi bir aerosol parçacık hareket vb çökelme, difüzyon, hava akımındaki türbülansı, atalet birikimi benzeri aerosol dinamikleri ile ilişkili çeşitli fenomenlerin atfedilebilir. Bu kayıp, aerosol partikül büyüklüğü doğrudan fonksiyonudur. Bu yönü Shandilya ve ark., ^31, Shandilya ve ark., ^33, Shandilya ve ark., ³⁴ gibi bazı daha önceki yayınlarda ele alınmıştır. Ancak, göz yaklaşım, yani hesaplamalar yaklaşık kaybını tahmin ve son deney sonuçları hesaplama sonuçlarına dayanarak modifiye edildi için yapıldı bu çalışmalarda reaktif olmuştur.

Sıvı süspansiyon TEM analizi
seyreltilmiş bir örnek sıvı süspansiyon TEM analizi için burada sunulan teknik buharlaştırılmasıyla ızgara yüzeyine yapışma süspanse partikülleri zorlartoplam su içeriği. Bu orijinal sıvı süspansiyon içinde mevcut olmadığında, ızgara üzerinde büyük agregatların oluşumunu sağlayabilir. Bu nedenle, bu teknik, tamamen özgün koşullarda süspansiyon parçacıkların morfolojisini temsil edemez.

Burada sunulan teknik, mekanik ya da çevresel yaşlanma sırasında olup olmadığını partiküller aerosol önemli bir rol oynar parametrelerini kontrol amaçlamaktadır. Ayrıca, seçilen nanokaplamanın onun nanoSAFE ömrünü aştı ötesinde bir ayrışma süresi eşiği bulma odaklanmaktadır. (Mevcut durumda, hızlandırılmış ayrışma 4 ay oldu.) Bu bize nanokaplamanın bozulmaya başladığı kesin süreyi not izin in-proses nanokaplamanın devletin sürekli izlenmesi yoluyla yapılır. Bu çevresel ayrışma kavramı ile uğraşmak gibi bir bunu uygulayarak, önceki bilimsel çalışmalardan ayıran özellikDevam eden ayrışma hiçbir in-proses izleme ile önceden belirlenmiş bir süre için test örneği. Burada sunulan çalışmada seçilen yaklaşım kantitatif (benzer hızlandırılmış yaşam koşulları altında) farklı -ama benzerlik nanoproducts ⁴² deneysel ölçülen nanosafety eşikleri (yani, nanoSAFE ömürleri) karşılaştırmak için izin verir. Bu nedenle, bir Nanosafety-by-tasarım bazında ürünler geliştiren ilk adımdır.

Gelecek için, tamamen önleyici bir yaklaşım deneysel kurulum gerçek zamanlı aerosol parçacık kayıpları ve yayılan aerosol parçacıklarının tam bir nicel çalışma hassasiyeti ile yapılabilir minimize edildiği geliştirilmektedir.

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