Name: Badanie uwalniania nanocząstek z kompozytu zawierającego nanomateriał za pomocą systemu komorowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 55 s
Description: Poznaj metodę oceny uwalniania nanocząstek z nanokompozytów podczas ścierania za pomocą systemu komorowego z licznikami cząstek. Technika zapewnia powtarzalne wyniki dla oceny ryzyka w higienie pracy.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było wspierane przez "Rozwój technologii oceny bezpieczeństwa i standaryzacji nanomateriałów i nanoproduktów" (10059135)" przez Koreański Instytut Oceny Technologii Przemysłowej przez Koreańskie Ministerstwo Handlu, Przemysłu i Energii.

1. Przygotowanie instrumentów i próbek
<ol>
	<li>Ścierniwo
	<ol>
		<li>W oparciu o tester ścieralności użyj ścierniwa z jednym stopniem obrotu próbki (średnica 140 mm), dwoma uchwytami ściernymi i prędkością obrotową 30 - 80 obr./min.</li>
		<li>Użyj obciążnika, aby przymocować koło ścierne do uchwytu koła ściernego, który również obciąża próbkę do badań.</li>
		<li>Zamontuj dodatkowy wlot powietrza, aby zapewnić lepszą zawiesinę dla ścieranych cząstek, jak pokazano na rysunku 3. Użyj rurki o średnicy 1/8" umieszczonej 15 mm powyżej i 40 mm od środka próbki do badań.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Tarcza ścierna
	<ol>
		<li>Ściernicę ścierną (średnica 55 mm, grubość 13 mm) owinąć papierem ściernym (o ziarnistości 100 i fabrycznie nowym).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>okaz
	<ol>
		<li>Próbka jest kompozytem zawierającym nanomateriał do badania ścieralności. Do montażu w abrasorze próbka powinna być przygotowana o średnicy 140 mm.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>izba
	<ol>
		<li>Użyj stali nierdzewnej do ścianek komory, aby uniknąć osadzania się cząstek pod wpływem siły elektrostatycznej. Umieść ścierniwo wewnątrz komory (objętość 1 m3) (Tabela 1) i umieść wlot i wylot powietrza odpowiednio w górnej i dolnej części komory. Użyj mieszalnika, składającego się z trzech perforowanych płyt, na wylocie powietrza, aby uzyskać równomiernie wymieszany przepływ cząstek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Neutralizator
	<ol>
		<li>Ponieważ naładowane elektrostatycznie cząstki zwiększają osadzanie się cząstek na ściankach komory, należy użyć neutralizatora (miękkiego jonizatora rentgenowskiego), aby zminimalizować stan naładowania cząstek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przyrządy pomiarowe online 12, 13
	<ol>
		<li>Użyj CPC i OPC do pomiaru liczby cząstek, stężenia i rozkładu wielkości cząstek zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
		<li>Zainstaluj CPC i OPC na wylocie z komory, aby zmierzyć stężenie liczby cząstek i rozkład wielkości cząstek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przyrządy do pobierania próbek cząstek stałych
	<ol>
		<li>Pobrać próbkę uwolnionych cząstek za pomocą próbnika cząstek zawierającego media filtracyjne lub siatki TEM w celu analizy morfologii i składników cząstek.</li>
		<li>Zainstalować próbnik cząstek zawierający media filtracyjne lub siatkę TEM na wylocie komory, aby przeanalizować morfologię uwalnianych cząstek.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Test ścierania na uwalnianie nanocząstek za pomocą systemu komorowego
UWAGA: Warunki badania ścieralności są opisane w tabeli 2.
<ol>
	<li>Umieść ścierniwo na środku komory.</li>
	<li>Zainstaluj próbkę do badań na etapie rotacji próbki abrasora.</li>
	<li>Zabezpiecz koła ścierne w uchwytach ściernych za pomocą ciężaru 1,000 g, aby obciążyć próbkę do testów.</li>
	<li>Umieścić neutralizator (miękki jonizator rentgenowski) w odległości 28 cm od środka próbki do badań pod kątem 45°, jak pokazano na rysunku 2, aby zmniejszyć osadzanie się cząstek elektrostatycznych na ściankach komory. 
	UWAGA: Neutralizator usuwa siłę elektrostatyczną poprzez naświetlenie wiązki. Ponieważ jednak koła wlotowe i ścierne znajdują się nad stopniem obrotu próbki, ogranicza to dostęp wiązki neutralizującej do powierzchni badanej próbki. Dlatego neutralizator jest umieszczony po przekątnej, aby wiązka mogła dotrzeć do jak największej powierzchni próbki.</li>
	<li>Dmuchawę zainstalowaną na wylocie z komory należy uruchomić z prędkością 50 l/min.</li>
	<li>Dostarczyć 25 l/min dodatkowego powietrza do zawieszenia wolnego od cząstek stałych za pomocą sprężarki powietrza przez dodatkowy wlot powietrza. 
	UWAGA: Cząstki, które powstają w wyniku ścierania, zostały mocno osadzone na powierzchni próbki i kół ściernych. Dlatego trudno jest zmierzyć ścierane cząstki. Dodatkowy wlot powietrza może pomóc w rozwiązaniu tego problemu z zawiesiną cząstek.</li>
	<li>Sprawdź stężenie liczby cząstek tła wewnątrz komory, aby osiągnąć średnie stężenie liczby cząstek w ciągu 1 godziny poniżej 1 #/cc przy użyciu CPC, jak opisano na rysunku 4.</li>
	<li>Uruchom stopień rotacji próbki ścierniwa za pomocą silnika krokowego, który obraca stopień obracania próbki z prędkością 72 obr./min z 1,000 obrotów.</li>
	<li>Mierz i rejestruj liczbę uwolnionych cząstek, stężenie i rozkład wielkości cząstek za pomocą CPC i OPC. 
	UWAGA: Cząstki uwalniane z nanokompozytów są zawieszane i przenoszone przez pompowane powietrze. Te zawieszone cząstki są ostatecznie transportowane do wylotu za strumieniem powietrza. Uwolnione cząstki są następnie wykrywane przez CPC i OPC na wylocie z komory. CPC i OPC są najczęściej używane do pomiaru stężenia liczby cząstek, podczas gdy OPC może również mierzyć rozkład wielkości cząstek.</li>
	<li>Pobrać próbkę uwolnionych cząstek za pomocą próbnika cząstek zawierających media filtracyjne lub siatkę TEM. 
	UWAGA: Cząstki uwalniane z nanokompozytów w wyniku ścierania przemieszczają się do wylotu komory za strumieniem powietrza. Na wylocie z komory uwolnione cząstki mogą być próbkowane za pomocą próbnika cząstek. Uwolnione cząstki zebrane na pożywkach filtracyjnych lub siatce TEM mogą być następnie analizowane za pomocą TEM lub SEM (skaningowa mikroskopia elektronowa).</li>
	<li>Przerwać pomiar i pobieranie próbek, gdy stężenie liczby cząstek spadnie poniżej 0,1% szczytowego stężenia liczby cząstek.</li>
	<li>Zapisz wszystkie dane (CPC, OPC) i usuń wszystkie próbki (próbki do badań).</li>
	<li>Do każdego testu należy użyć nowej próbki i nowych ścierni, a po każdym badaniu należy umyć komorę i ścierniwo chusteczkami kimwipes i IPA (alkoholem izopropylowym), aby potwierdzić powtarzalność.</li>
</ol>

<ol><li>Froggett, S. J., Clancy, S. F., Boverhof, D. R., Canady, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+and+perspectives+of+existing+research+on+the+release+of+nanomaterials+from+solid+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Part+Fibre+Toxicol%22%5BJournal%5D)">A review and perspectives of existing research on the release of nanomaterials from solid nanocomposites.</a> Part Fibre Toxicol. 11, (2014).</li>
<li>Nanoreg. , 
 <a target="_blank" href="http://nanoreg.eu/images/2015_09_21_NANoREG_Factsheet_D3.3.pdf">http://nanoreg.eu/images/2015_09_21_NANoREG_Factsheet_D3.3.pdf</a> (2015).</li>
<li>ILSI (International Life Science Institute) Nanorelease. , 
 <a target="_blank" href="http://www.ilsi.org/ResearchFoundation/RSIA/Pages/NanoRelease1.aspx">http://www.ilsi.org/ResearchFoundation/RSIA/Pages/NanoRelease1.aspx</a> (2014).</li>
<li>Kingston, C., Zepp, R., Andrady, A., Boverhof, D., Fehir, R., Hawkins, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+characteristics+of+selected+carbon+nanotube+polymer+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Release characteristics of selected carbon nanotube polymer composites.</a> Carbon. 68, 33-57 (2014).</li>
<li>Kaiser, D., Stefaniak, A., Scott, K., Nguyen, T., Schutz, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaiser%2C+D+%22Methods+for+the+Measurement+of+Release+of+MWCNTs+from+MWCNT-Polymer+Composites%2C+NIST%22">Methods for the Measurement of Release of MWCNTs from MWCNT-Polymer Composites, NIST</a>. , (2014).</li>
<li>Nowack, B., David, R. M., Fissan, H., Morris, H., Shatkin, J. A., Stintz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+release+scenarios+for+carbon+nanotubes+used+in+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Int%22%5BJournal%5D)">Potential release scenarios for carbon nanotubes used in composites.</a> Environ. Int. 59, 1-11 (2013).</li>
<li>Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Case+Study+on+Risk+Evaluation+of+Silver+Nanoparticle+Exposure+from+Antibacterial+Sprays+Containing+Silver+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Nanomaterial%22%5BJournal%5D)">Case Study on Risk Evaluation of Silver Nanoparticle Exposure from Antibacterial Sprays Containing Silver Nanoparticles.</a> J of Nanomaterial. , 346586(2015).</li>
<li>Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Case+study+on+risk+evaluation+of+printed+electronics+using+nanosilver+ink%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Convergence%22%5BJournal%5D)">Case study on risk evaluation of printed electronics using nanosilver ink.</a> Nano Convergence. , (2016).</li>
<li>Vorbau, M., Hillemann, L., Stintz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+the+characterization+of+the+abrasion+induced+nanoparticle+release+into+air+from+surface+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Aerosol+Sci%22%5BJournal%5D)">Method for the characterization of the abrasion induced nanoparticle release into air from surface coatings.</a> J. Aerosol Sci. 40, 209-217 (2009).</li>
<li>Golanski, L., Gaborieau, A., Guiot, A., Uzu, G., Chatenet, J., Tardif, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+abrasion-induced+nanoparticle+release+from+paints+into+liquids+and+air%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Conf.+Ser%22%5BJournal%5D)">Characterization of abrasion-induced nanoparticle release from paints into liquids and air.</a> J. Phys. Conf. Ser. 304, 012062(2011).</li>
<li>Wohlleben, W., Brill, S., Meier, M. W., Mertler, M., Cox, G., Hirth, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+lifecycle+of+nanocomposites%3A+Comparing+released+fragments+and+their+in-vivo+hazards+from+three+release+mechanisms+and+four+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">On the lifecycle of nanocomposites: Comparing released fragments and their in-vivo hazards from three release mechanisms and four nanocomposites.</a> Small. 7, 2384-2395 (2011).</li>
<li>ECMA-328, Determination of Chemical Emission Rates from Electronic Equipment. , ECMA International. Geneva, Switzerland. Available from 
 <a target="_blank" href="http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma-328.pdf">http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma-328.pdf</a> (2013).</li>
<li>SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) 4771A, New Standard: Test Method for Equipment Fan Filter Unit (EFFU) Particle Removal. , SEMI. San Jose, CA. available at
 <a target="_blank" href="http://downloads.semi.org/web/wstdsbal.nsf/de4d7939711aeedf8825753e0078317f/70256fe63dab49de8825788e0001d374/$FILE/4771A.pdf">http://downloads.semi.org/web/wstdsbal.nsf/de4d7939711aeedf8825753e0078317f/70256fe63dab49de8825788e0001d374/$FILE/4771A.pdf</a> (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+7784-1%2C+Paints+and+varnishes+--+Determination+of+resistance+to+abrasion+--+Part+1%3A+Rotating+abrasive-paper-covered+wheel+method%22">ISO 7784-1, Paints and varnishes -- Determination of resistance to abrasion -- Part 1: Rotating abrasive-paper-covered wheel method</a>. , International Organization for Standardization. Geneva, Switzerland. (1997).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+5470-1%2C+Rubber-+or+plastics-coated+fabrics+--+Determination+of+abrasion+resistance+--+Part+1%3A+Taber+abrader%22">ISO 5470-1, Rubber- or plastics-coated fabrics -- Determination of abrasion resistance -- Part 1: Taber abrader</a>. , International Organization for Standardization. Geneva, Switzerland. (1999).</li>
<li>Schlagenhauf, L., Chu, B. T. T., Buha, J., Nüsch, F., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+of+carbon+nanotubes+from+an+epoxy-based+nanocomposites+during+an+abrasion+process%5BTitle%5D)+AND+%22Enviorn.+Sci.+Tech%22%5BJournal%5D)">Release of carbon nanotubes from an epoxy-based nanocomposites during an abrasion process.</a> Enviorn. Sci. Tech. 46, 7366-7372 (2012).</li>
<li>Bello, D., Wardle, B. L., Yamamoto, N., deVilloria, R. G., Garcia, E. J., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+to+nanoscale+particles+and+fibers+during+machining+of+hybrid+advanced+composites+containing+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Exposure to nanoscale particles and fibers during machining of hybrid advanced composites containing carbon nanotubes.</a> J. Nanopart. Res. 11, 231-249 (2009).</li>
<li>Cena, L. G., Peters, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+control+of+airborne+particles+emitted+during+production+of+epoxy%2Fcarbon+nanotube+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Occup.+Environ.+Hyg%22%5BJournal%5D)">Characterization and control of airborne particles emitted during production of epoxy/carbon nanotube nanocomposites.</a> J. Occup. Environ. Hyg. 8, 86-92 (2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Najbardziej krytycznymi etapami podczas przeprowadzania testu nanouwalniania z materiałów nanokompozytowych za pomocą testu ścieralności było: 1) zastosowanie systemu komór wykonanych ze stali nierdzewnej z neutralizatorem w celu usunięcia ładunku elektrostatycznego generowanego przez ścieranie i zmniejszenia osadzania się cząstek na ściankach komory; 2) dostarczanie dodatkowego powietrza w celu zapewnienia lepszej zawiesiny cząstek; oraz 3) pobieranie próbek uwolnionych cząstek i monitorowanie online za pomocą CPC i OPC...

Ekspozycja na nanomateriały była głównie badana w odniesieniu do pracowników w miejscach pracy produkujących, obsługujących, wytwarzających i pakujących nanomateriały, podczas gdy narażenie konsumentów nie było dokładnie badane. Niedawna analiza bazy danych literatury dotyczącej środowiska i zdrowia stworzona przez Międzynarodową Radę Nanotechnologii (ICON) wykazała również, że większość badań nad bezpieczeństwem nanomateriałów koncentrowała się na zagrożeniach (83%) i potencjalnym narażeniu (16%), przy czym uwalnianie z nanokompozytów, reprezentujące narażenie konsumentów, stanowiło jedynie 0,8% 1. W związku z tym bardzo niewiele wiadomo na temat narażenia konsumentów na nanomateriały.
Uwalnianie nanocząsteczek zostało użyte do oszacowania narażenia konsumentów w badaniach symulacyjnych, w tym ścierania i wietrzenia nanokompozytów, prania tekstyliów lub metod testowania zapylenia, takich jak metoda obracającego się bębna, metoda wstrząsania wirowego i inne metody wytrząsania 2-3. Ponadto podjęto kilka międzynarodowych prób, takich jak nanouwolnienie ILSI (Międzynarodowego Instytutu Nauk Przyrodniczych) i EU NanoReg, w celu opracowania technologii pozwalającej zrozumieć uwalnianie nanomateriałów stosowanych w produktach konsumenckich. Wprowadzony na rynek w 2011 r. nanoprodukt konsumencki ILSI reprezentuje podejście oparte na cyklu życia do uwalniania nanomateriałów z produktów konsumenckich, przy czym faza 1 obejmuje selekcję nanomateriałów, faza 2 obejmuje metody oceny, a faza 3 wdraża badania międzylaboratoryjne. Opublikowano również kilka monografii i publikacji na temat bezpieczeństwa nanomateriałów w produktach konsumenckich 4-6.
Tymczasem, NanoReg reprezentuje wspólne europejskie podejście do testowania regulacyjnego produkowanych nanomateriałów i dostarcza program metod do wykorzystania w podejściach symulacyjnych do nanouwalniania z produktów konsumenckich 2. ISO TC 229 stara się również opracować normy dotyczące bezpieczeństwa konsumentów i przedłożyć nową propozycję elementu roboczego dotyczącego bezpieczeństwa konsumentów. OECD WPMN (grupa robocza ds. nanomateriałów), a w szczególności SG8 (grupa sterująca ds. oceny narażenia i ograniczania narażenia), przeprowadziła niedawno ankietę na temat kierunku przyszłych prac, w szczególności oceny narażenia konsumentów i środowiska. W związku z tym, w świetle tych międzynarodowych działań, koreańskie Ministerstwa Handlu, Przemysłu i Energii uruchomiły w 2013 r. wielopoziomowy projekt skoncentrowany na "Rozwoju technologii oceny bezpieczeństwa i standaryzacji nanomateriałów i nanoproduktów". Ponadto opublikowano również kilka badań dotyczących bezpieczeństwa konsumentów mających na celu standaryzację uwalniania nanomateriałów z produktów konsumenckich 7-8.
Test ścierania jest jednym z podejść symulacyjnych zawartych w nanowydaniu ILSI i NanoReg 2-3 do określania potencjalnego poziomu emisji nanocząstek z różnych komercyjnych produktów kompozytowych. Ubytek masy masy określa się na podstawie różnicy w masie próbki przed i po ścieraniu za pomocą abrasora. Próbka nanokompozytowa jest ścierana ze stałą prędkością, próbnik zasysa aerozol, a cząstki są następnie analizowane za pomocą urządzeń zliczających cząstki, takich jak licznik cząstek kondensacyjnych (CPC) lub optyczny licznik cząstek (OPC), i zbierane na siatce lub membranie TEM (transmisyjna mikroskopia elektronowa) w celu dalszej analizy wizualnej. Jednak przeprowadzenie testu ścieralności dla materiałów nanokompozytowych wymaga stałego uwalniania nanocząstek, co jest trudne ze względu na ładowanie cząstek w wyniku ścierania oraz gdy próbkowanie cząstek jest prowadzone w pobliżu punktu emisji 2-3, 9-11.
W związku z tym, ten artykuł przedstawia system komorowy jako nową metodę oceny uwalniania nanomateriałów w przypadku ścierania materiałów nanokompozytowych. W porównaniu z innymi testami ścierania i symulacji, proponowany system komór zapewnia spójne dane dotyczące uwalniania nanocząstek w przypadku ścierania. Co więcej, ta nowa metoda badawcza jest szeroko stosowana w dziedzinie jakości powietrza w pomieszczeniach i przemyśle półprzewodnikowym jako metoda zliczania całkowitej liczby cząstek 12, 13. W związku z tym przewiduje się, że proponowana metoda może zostać przekształcona w znormalizowaną metodę badania uwalniania nanocząstek z produktów konsumenckich zawierających nanomateriały.

<table><tbody><tr><td>Foamex</td><td>Taeyoung, R. z Korei</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MWCNT (wielościenne nanorurki węglowe)</td> kompozyt <td>Hanwha, Incheon, R. z Korei</td><td></td><td>2% MWCNT w papierze ściernym z polietylenu o niskiej gęstości</td></tr><tr><td></td><td>Derfos, R. z Korei</td> <td># 100</td><td>papier ścierny o ziarnistości 100</td></tr><tr><td>Licznik cząstek kondensacji (CPC)</td> <td>TSI Inc, widok z brzegu, MN</td><td>UCPC 3775</td><td></td></tr><tr><td>Część optyczna Licznik (OPC)</td><td>Grimm, Ainring, Niemcy</td><td>1.109</td><td></td></tr><tr><td>Mini próbnik cząstek</td><td>Ecomesure, Saclay, Francja</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quantifoil Holey Carbon Film</td><td>TED PELLA Inc. USA</td><td>1.2 / 1.3</td><td></td></tr><tr><td>Uchwyt filtra wykonany</td><td></td><td></td><td>na zamówienie</td></tr><tr><td>filtr poliwęglanowy&nbsp;</td><td>Millipore, Stany Zjednoczone</td><td>Nr kat. </td><td></td>GTTP02500</tr><tr><td>Miękki jonizator rentgenowski (neutralizator)</td><td>SUNJE, R. z Korei</td><td>SXN-05U</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop elektronowy ze skaningiem emisji w terenie (FE-SEM)</td><td>Hitachi</td><td>S-4300</td><td></td></tr></tbody></table>

badanie uwalniania nanocząstek z kompozytu zawierającego nanomateriał za pomocą systemu komorowego

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

Wraz z szybkim rozwojem nanotechnologii jako jednej z najważniejszych technologii w XXIwieku, rośnie również zainteresowanie bezpieczeństwem produktów konsumenckich zawierających nanomateriały. Ocena uwalniania nanomateriałów z produktów zawierających nanomateriały jest kluczowym krokiem w ocenie bezpieczeństwa tych produktów i zaowocowała kilkoma międzynarodowymi wysiłkami na rzecz opracowania spójnych i wiarygodnych technologii standaryzacji oceny uwalniania nanomateriałów. W tym badaniu uwalnianie nanomateriałów z produktów zawierających nanomateriały ocenia się za pomocą systemu komór, który obejmuje licznik cząstek kondensacji, optyczny licznik cząstek i porty do pobierania próbek w celu pobrania próbek filtracyjnych do analizy mikroskopii elektronowej. Proponowany system komór jest testowany przy użyciu ścierniwa i próbek materiału nanokompozytowego typu dyskowego w celu określenia, czy uwalnianie nanomateriału jest powtarzalne i spójne w akceptowalnym zakresie. Wyniki testów wskazują, że całkowita liczba cząstek w każdym teście mieści się w granicach 20% od średniej po kilku próbach. Tendencje wydawnicze są podobne i wykazują bardzo dobrą powtarzalność. W związku z tym proponowany system komór może być skutecznie wykorzystywany do badania uwalniania nanomateriałów produktów zawierających nanomateriały.

Powtarzalność testu ścierania z zastosowaniem systemu komorowego
Całkowita liczba cząstek była spójna w 8 testach ścierania, jak pokazano w Tabeli 3. CPC zmierzył średnio 3,67 x109 cząstek, podczas gdy OPC wykazał średnią liczbę 1,98 x 109 cząstek (&gt; 0,3 µm). Odchylenia mieściły się w granicach 20%, co wskazuje na spójne uwalnianie cząstek podczas ścierania.
<p class="jove_step" fo:keep...

Uwalnianie nanocząstek jest testowane przy użyciu systemu komor, który zawiera licznik cząstek kondensacji, optyczny licznik cząstek i porty do pobierania próbek filtrów do analizy mikroskopowej. Proponowany system komór może być skutecznie wykorzystywany do testowania uwalniania nanomateriałów z powtarzalnym i spójnym zakresem danych.

Badanie uwalniania nanocząstek z kompozytu zawierającego nanomateriał za pomocą systemu komorowego

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest ocena uwalniania nanomateriałów w przypadku ścierania materiałów nanokompozytowych. Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania z zakresu higieny pracy, takie jak ocena ryzyka i analiza środowiska miejsca pracy. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na ocenę uwalniania nanomateriałów podczas ścierania materiałów nanokompozytowych.W tym doświadczeniu należy użyć urządzenia ściernego z obrotowym stolikiem do próbek o średnicy 140 mm, zdolnego do obrotów w zakresie od 30 do 80 obr./min, oraz dwóch uchwytów kół ściernych. Na obrotowym stoliku należy zamontować próbkę w kształcie dysku. Do uchwytu kół ściernych, który wywiera również nacisk na badaną próbkę, należy przymocować za pomocą obciążnika koła ścierne owinięte papierem ściernym o ziarnistości 100.Do ścianek komory należy użyć stali nierdzewnej, aby uniknąć osadzania się cząstek wskutek sił elektrostatycznych. Wlot i wylot powietrza należy umieścić odpowiednio w górnej i dolnej części komory. Wewnątrz komory należy umieścić urządzenie ścierne, a w nim zainstalować dodatkowy wlot powietrza, znajdujący się 15 milimetrów powyżej i 40 milimetrów od środka badanej próbki, aby zapewnić lepszą suspensję ścieranych cząstek.Następnie umieść neutralizator w odległości 28 centymetrów od środka badanego obiektu pod kątem 45 stopni, aby zmniejszyć elektrostatyczne osadzanie się cząstek na ściankach komory. Na wylocie z komory zainstaluj CPC i OPC w celu pomiaru odpowiednio liczbowego stężenia cząstek oraz rozkładu wielkości cząstek. Uruchom dmuchawę zainstalowaną na wylocie z komory przy natężeniu przepływu 50 litrów na minutę.Następnie, przy użyciu kompresora, dostarcz dodatkowe 25 litrów na minutę wolnego od cząstek powietrza w zawiesinie przez dodatkowy wlot powietrza. Za pomocą kondensacyjnego licznika cząstek sprawdź tło stężenia liczby cząstek wewnątrz komory, aby w ciągu jednej godziny osiągnąć średnie stężenie liczby cząstek poniżej jednej cząstki na centymetr sześcienny. Następnie uruchom stół obrotowy do próbek urządzenia ściernego za pomocą silnika krokowego, który obraca stół obrotowy z prędkością 72 obrotów na minutę przez 1000 obrotów.Zmierzyć i zapisać stężenie liczbowe uwolnionych cząstek oraz rozkład wielkości cząstek, odpowiednio za pomocą CPC i OPC. Następnie pobrać próbkę uwolnionych cząstek, używając próbnika cząstek z medium filtracyjnym lub siatką TEM. Przerwać pomiar i pobieranie próbek, gdy stężenie liczbowe cząstek spadnie poniżej 0,1% szczytowego stężenia liczbowego cząstek.Po zapisaniu danych należy wyjąć próbki z urządzenia. Przedstawiono tutaj typową zmianę stężenia liczbowego cząstek podczas testu ścieralności. W trakcie ścierania zaobserwowano wzrost stężenia liczbowego cząstek, po którym nastąpił spadek po zakończeniu procesu ścierania.CPC zmierzył średnio 3,67 × 10⁹ cząstek, a odchylenia mieściły się w granicach 20%, co wskazywało na stałe uwalnianie cząstek podczas ścierania. OPC zmierzył średnio 1,98 × 10⁹ cząstek, a odchylenia mieściły się w granicach 20%, co wskazywało na stałe uwalnianie cząstek podczas ścierania. Po ścieraniu pierwotne próbki badawcze straciły około 0,6 g lub 1,56%. Tutaj przedstawiono całkowitą liczbę uwolnionych cząstek z nanokompozytu zawierającego nanorurki węglowe w teście ścierania.Nanokompozyt zawierający nanorurki węglowe uwolnił o 12,6% więcej cząstek kondensacyjnych i o 1,9% więcej cząstek optycznych niż kompozyt kontrolny. Większość cząstek została oderwana w wyniku ścierania, a skaningowa elektronowa mikroskopia emisyjna nie wykazała obecności wolnych struktur nanorurek węglowych w próbkach z filtrów ani w próbkach z próbnika cząstek po ścieraniu w przypadku nanokompozytu zawierającego 2% nanorurek węglowych. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat sposobu oceny uwalniania nanomateriałów w przypadku ścierania materiałów nanokompozytowych.

testing-nanoparticle-release-from-composite-containing-nanomaterial

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Niniejsza metoda opisuje kombinatoryczną syntezę bibliotek biodegradowalnych filmów i nanocząsteczek polianhydrydowych oraz wysokoprzepustową detekcję uwalniania białek z tych bibliotek.

Kombinatoryczna synteza oraz wysokoprzepustowe uwalnianie białek z bibliotek błon polimerowych i nanocząstek

Poniższe podejście do konfiguracji szczegółowo opisuje pułapkowanie optyczne nanocząstek dielektrycznych o niskiej mocy z wykorzystaniem podwójnego nanootworu w cienkiej warstwie metalu.

Optyczne pułapkowanie nanocząsteczek

Zbudowano urządzenie do inhalacji aerozolu z nanocząsteczkami całego ciała do badań toksykologicznych nad inhalacją dwutlenku tytanu (TiO2). System ten zapewnia atmosfery testowe aerozolu nano-TiO2, które mają: 1) stałe stężenie masy; 2) jednorodny skład wolny od zanieczyszczeń; oraz 3) stabilny rozkład wielkości cząstek podczas wytwarzania aerozolu.

Narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała

W tym artykule przedstawiono eksperymentalny protokół badania aerozolizacji cząstek produktu pod wpływem ścierania i warunków atmosferycznych. Przedstawiono wyniki badań nad emisją nanomateriałów inżynieryjnych w postaci aerozoli. Szczegółowy opis przebiegu eksperymentu jest szczegółowo opisany.

Protokół doświadczalny do badania aerozolizacji cząstek produktu pod wpływem ścierania i warunków atmosferycznych

Tutaj prezentujemy niezawodną metodę monitorowania inkorporacji nanocząstek do matrycy gospodarza polimeru poprzez enkapsulację pęcznienia. Pokazujemy, że stężenie powierzchniowe kropek kwantowych selenku kadmu można dokładnie zobrazować za pomocą przekrojowego obrazowania fluorescencyjnego.

Zaawansowana analiza składu kompozytów nanocząstkowo-polimerowych z wykorzystaniem bezpośredniego obrazowania fluorescencyjnego

Zaprojektowaliśmy i opracowaliśmy skuteczną konfigurację aerozolu nanoproszków oraz protokół działania. W ramach systemu wytworzone zostały aerozole nanocząsteczkowe o stabilnych stężeniach liczbowych i rozkładzie wielkości przez długi czas, wymagające jedynie niewielkich ilości badanego materiału (min. 200 mg).

System do tworzenia stabilnych aerozoli nanocząsteczkowych z nanoproszków

Tutaj prezentujemy krok po kroku protokół dyspersji nanomateriałów w środowisku wodnym z charakterystyką w czasie rzeczywistym w celu określenia optymalnych warunków sonikacji, intensywności i czasu trwania dla poprawy stabilności i jednorodności dyspersji nanocząstek bez wpływu na integralność próbki.

Dyspersja nanomateriałów w środowisku wodnym: w kierunku optymalizacji protokołu

Komora do toksyczności inhalacyjnej tylko dla nosa, zdolna do testowania toksyczności inhalacyjnej przy czterech różnych stężeniach ekspozycji, została zaprojektowana i zatwierdzona pod kątem jednorodności pola przepływu i zanieczyszczenia krzyżowego między portami ekspozycji dla każdego stężenia. W niniejszej sprawie przedstawiamy protokół potwierdzający, że projektowana komora jest skuteczna w badaniach toksyczności inhalacyjnej.

Opracowanie komory do badania toksyczności inhalacyjnej tylko przez nos, która zapewnia cztery stężenia ekspozycji na nanocząstki

Dla ciągłej i skalowalnej syntezy nanokompozytów na bazie metali szlachetnych, opracowywany jest nowy reaktor fotokatalityczny, w którym opisano jego strukturę, zasady działania i strategie optymalizacji jakości produktu.

Reaktor fotokatalityczny o przepływie ciągłym do precyzyjnie kontrolowanego osadzania nanocząstek metalicznych

Opisana jest metoda hodowli komórkowej i ekspozycji modelu oskrzelowego in vitro dla realistycznej, powtarzającej się ekspozycji inhalacyjnej na cząstki do testów toksyczności.

Model nabłonka oskrzeli na granicy faz powietrze-ciecz do realistycznego, powtarzającego się narażenia inhalacyjnego na cząstki unoszące się w powietrzu do testów toksyczności

Opisany tutaj protokół ma na celu zmierzenie hydrodynamicznej średnicy sferycznych nanocząstek, a dokładniej nanocząstek złota, w środowisku wodnym za pomocą analizy śledzenia nanocząstek (NTA). Ta ostatnia polega na śledzeniu ruchu cząstek spowodowanym ruchami Browna i implementacji równania Stokesa-Einsteina w celu uzyskania średnicy hydrodynamicznej.

Analiza nanocząstek nanocząstek złota w środowisku wodnym poprzez porównanie międzylaboratoryjne

Poznaj metodę oceny uwalniania nanocząstek z nanokompozytów podczas ścierania za pomocą systemu komorowego z licznikami cząstek. Technika zapewnia powtarzalne wyniki dla oceny ryzyka w higienie pracy.

Badanie uwalniania nanocząstek z kompozytu zawierającego nanomateriał za pomocą systemu komorowego

Przeglądaj więcej filmów