Protocolo Experimental para investigar Particle aerossolização de um produto Segundo abrasão e Sub Weathering Ambiental

O objetivo geral deste método de caracterização experimental é prever o comportamento de emissão de partículas de um nanomaterial durante a vida útil do produto. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da nanossegurança, como prever a vida útil segura de um nanoproduto. O objetivo é fornecer o uso antes da data para nanomateriais.

A principal vantagem dessa técnica é que o tempo de vida experimental é acelerado quando não é necessário esperar décadas. Demonstrando o procedimento estará Morgan Dahl, um técnico do nosso laboratório. Monte todas as unidades e instrumentos mostrados na configuração experimental e faça as conexões necessárias conforme descrito no protocolo de texto.

Ligue a circulação do ar livre de partículas dentro do poste de trabalho nanoprotegido pressionando o botão de fluxo ligado. Direcione esse ar livre de partículas para passar pela câmara de teste de emissão, abrindo a câmara e mantendo-a aberta dentro do posto de trabalho nanoprotegido. Para configurar o experimento, conecte o contador de partículas diretamente à câmara de teste de emissão para medir a concentração do número instantâneo das partículas dentro da câmara.

Observe o valor da concentração diretamente no contador do visor. Enquanto o ar livre de partículas passa pela câmara, continue monitorando esse valor de concentração numérica instantânea até que ele caia para zero, o que garante que a câmara esteja livre de partículas de fundo. Enquanto isso, coloque a cânfora nas bordas do abrasivo cilíndrico padrão, girando suavemente sua extremidade em um movimento para frente e para trás dentro da ranhura da ferramenta fornecida com o aparelho abrasiano.

Usando uma balança digital com precisão de medição de pelo menos 0,1 gramas, pese o abrasivo e a amostra a ser desgastada. Uma vez feito isso, fixe o abrasante canforado ao eixo vertical do aparelho de abrasão através de um mandril presente em seu fundo. Coloque o produto nanoestruturado a ser desgastado suavemente sob o abrasivo fixo e fixe firmemente sua posição no sistema de montagem.

Abra o amostrador de aerossol e, usando uma pinça, coloque uma grade de malha de cobre dentro do slot com o lado mais brilhante para cima. Coloque um anel circular sobre a grade para fixá-la. Feche o amostrador e conecte-o a uma bomba por meio de um filtro em uma extremidade e à fonte de partículas na outra extremidade.

Monte a carga normal necessária no eixo vertical usando os pesos mortos. Através do contador de partículas, verifique se a concentração de partículas de fundo dentro da câmara aberta caiu para zero. Em caso afirmativo, feche a porta da câmara de ensaio de emissões.

Através dos consoles digitais nos instrumentos, defina manualmente as taxas de fluxo do contador de partículas e dos medidores Defina a duração total da amostragem em 20 minutos para todos os três instrumentos. Defina a duração da abrasão igual a 10 minutos e a velocidade igual a 60 ciclos por minuto no aparelho de abrasão.

Após dois minutos, ligue a bomba conectada ao amostrador de partículas miniaturizado, ou MPS. Mantenha a bomba funcionando por dois a quatro minutos, dependendo da quantidade de emissão das partículas de aerossol. O número de partículas de aerossol amostradas usando MPS deve ser ótimo em número, nem muito escasso nem muito excedente, o que pode impedir uma análise microscópica completa.

Depois que o contador e os medidores pararem de adquirir dados, abra a câmara de teste de emissão e pese o abrasante e o produto nanoestruturado desgastado. Continue todo o processo para cada teste de abrasão. Após o teste de abrasão, verifique se os instrumentos de caracterização de aerossol de três partículas estão na bancada de calibração da plataforma S-nano.

Preparar uma solução aquosa diluída a um por cento do volume da suspensão líquida, adicionando uma parte da suspensão de revestimento em 99 partes da água filtrada e desionizada. Em seguida, abra a tampa da máquina de descarga luminescente e prossiga para definir as condições de operação. Para tornar uma grade de malha de cobre TEM hidrofílica por seu tratamento de plasma, coloque-a no suporte de metal.

Feche a tampa e ligue o motor. Após três minutos, ele para automaticamente. Retire a grade de malha torneada hidrofílica usando uma pinça.

Coloque-o suavemente com o lado mais brilhante para cima. Deposite uma gota da solução diluída na grelha de malha hidrofílica utilizando uma seringa. Seque a grelha de malha em atmosfera ambiente de modo a que o teor de água seja evaporado e as partículas constituintes fiquem depositadas na grelha.

Certifique-se de que a grade de malha não seja carregada com as partículas perdidas. Se a grade parecer muito carregada de partículas para analisar, diminua a porcentagem de diluição e o volume da gota depositada. O volume máximo que um operador pode depositar é aproximadamente igual a 12 microlitros.

Aqui são mostradas as análises TEM da morfologia das nanopartículas presentes em dois nanorevestimentos. Além dos diferentes tamanhos de nanopartículas constituintes dos dois nanorevestimentos, suas morfologias individuais também são diferentes. Caracterizado por uma estrutura semelhante a uma nuvem para o dispersante de PMMA e uma estrutura trançada para o dispersante de base alcoólica.

Aqui é mostrada a distribuição do tamanho das partículas de aerossol emitidas em função da carga normal. Várias ordens de magnitude estão presentes. O tamanho modal das curvas de distribuição de tamanho de partícula das partículas de aerossol emitidas aumenta com a carga normal.

A análise microscópica do nanorevestimento que se deteriora progressivamente mostra como os flocos estão se formando e deixando o substrato. A deterioração é através do aparecimento de rachaduras na superfície que se aprofundam com o tempo. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como investigar a aerossolização de partículas de um produto sob abrasão.

Uma vez dominada, esta técnica pode ser feita em um dia útil, uma vez que amostras envelhecidas artificialmente estejam disponíveis e se for realizada corretamente. Após este procedimento, outros métodos, como a liberação verdibrosa preditiva, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como reduzir os riscos à saúde de quebras.