Experimenteel Protocol te onderzoeken Particle Aërosolvorming van een Product Under Schuring en Under Milieu Weathering

Summary

In dit artikel, een experimenteel protocol te onderzoeken deeltje verstuiving van een product in het kader van slijtage en in het kader van het milieu verwering wordt gepresenteerd. Resultaten op de emissie van gemanipuleerde nanomaterialen in de vorm van aërosolen worden gepresenteerd. De specifieke experimentele set-up wordt in detail beschreven.

Introduction

Met een snelle volwassenheid in de nanotechnologie, is de vooruitgang gedreven door een snelle commercialisering van producten die synthetische nanomaterialen (ENM) met opmerkelijke eigenschappen. Zoals beschreven door Potocnick ¹ in het artikel 18 (5), van Verordening 1169/2011, uitgegeven door de Europese Commissie, ENM kan worden gedefinieerd als "elke doelgericht gefabriceerd materiaal bevattende deeltjes, in een ongebonden toestand of als een aggregaat of een agglomeraat en waarvan minstens 50% van de deeltjes in de gekwantificeerde grootteverdeling een of meer externe dimensies bezitten binnen het groottebereik 1 nm tot 100 nm ". Bovendien zijn de producten die ENM, hetzij in de vaste massa of op de vaste oppervlakken of in hun vloeibare suspensies, kunnen worden aangeduid als nanogestructureerde producten. Verschillende soorten ENM met verschillende formuleringen en funtionaliseringen worden gebruikt in dergelijke producten volgens de aard van de toepassing en budget. De producten kunnen worden in de vorm van coatings, verf, tegels, stenen huis, beton e etc.

Wat het onderzoek betreft, kan men ook enorm aantal publicaties over de innovaties hebben bereikt door nanotechnologie. Ondanks deze enorme onderzoek, de aantrekkelijke eigenschappen van ENM onder probe voor potentiële gezondheids- of milieugevaren vanwege hun neiging om te vrijgegeven of uitgestoten lucht in de vorm van aërosolen tijdens het gebruik of de verwerking van de nanostructuren (bij voorbeeld Oberdörster c.s. . ^2, Le Bihan et al. ³ en Houdy et al. ^4). Kulkarni et al. ⁵ definieert een aerosol als suspensie van vaste of vloeibare deeltjes in het gasvormige medium. Hsu Chein en ⁶ is gebleken dat tijdens het gebruik of de verwerking van nanogestructureerde product, een nanogestructureerde product wordt onderworpen aan verschillende mechanische spanningen en milieu verwering die een dergelijke vergemakkelijkenemissie.

Volgens Maynard ^7, bij blootstelling, deze aërosolen van ENM kunnen interageren met menselijk organisme bij inademing of via de huid contacten en krijgen gestort in het lichaam die bijgevolg verschillende nadelige effecten, waaronder de kankerverwekkende batterijen kunnen veroorzaken. Dus een grondig begrip van de emissie ENM fenomeen is van groot belang gezien de ongekende gebruik van nanogestructureerde producten, zoals door Shatkin et al. ^8. Dit kan niet alleen helpen bij het ​​voorkomen van onvoorziene gezondheid gerelateerde complicaties als gevolg van hun blootstelling, maar ook in het publieke vertrouwen in nanotechnologie bemoedigend.

Niettemin heeft de blootstelling gerelateerd probleem is nu begonnen om aandacht van de onderzoeksgemeenschap en is onlangs benadrukt door verschillende onderzoeksgroepen over de hele wereld (bijvoorbeeld Hsu en Chein ^6, Göhler et al. ^9, Allen et al. 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). Gezien de grootschalige inzet van nanogestructureerde producten op de commerciële markten, zou de meest effectieve aanpak van het probleem aan te pakken een preventieve één zijn. In een dergelijke aanpak, is een product dat is ontworpen op een zodanige wijze dat het "nanosafe-by-design 'of' Design for veiliger Nanotechnology" (Morose ¹⁹⁾ dat wil zeggen, geringe emissie. Met andere woorden, maximaliseert hun voordelen probleemoplossing bij gebruik tijdens het uitzenden van een minimale hoeveelheid aerosolen in het milieu.

Om de Nanosafety-by-design te testen tijdens de gebruiksfase van een nanostructuur product, de auteurs presenteren een geschikte experimentele methodologieom dat te doen in dit artikel. Deze methode bestaat uit twee soorten verzoeken: (i) mechanisch en (ii) milieu die gericht zijn op het simuleren van echte spanningen waaraan de nanogestructureerde product, een gemetselde bakstenen, is onderworpen aan tijdens de gebruiksfase.

(I) Een lineair slijtage inrichting die de mechanische verzoek simuleert. De originele en handelsvorm, zoals getoond in figuur 1A, wordt verwezen in talrijke internationaal erkende test standaarden zoals ASTM D4060 ^20, ASTM D6037 en ASTM D1044 ^{21 22.} Volgens Golański et al. ^23, als gevolg van de robuuste en gebruiksvriendelijke ontwerp, zijn originele vorm wordt al op grote schaal gebruikt in de industrie voor het analyseren van de prestaties van producten, zoals verf, coating, metaal, papier, textiel, enz. De stress wordt aangebracht door deze inrichting overeenkomt met het typische ene toegepast in een huiselijke omgeving, bijvoorbeeld wandelen metschoenen en verplaatsing van verschillende objecten in een huishouden (Vorbau et al. ²⁴ en Hassan et al. ^25). In figuur 1A, een horizontaal verplaatsen bar beweegt de norm schuurmiddel in een heen en weer beweging over het monster oppervlak. De slijtage slijtage optreedt op het contactoppervlak als gevolg van de wrijving bij het contact. De omvang van de slijtage slijtage kan worden gevarieerd door de normale belasting _(FN), die werkt op de bovenzijde van het schuurmiddel. Door de aard van het schuurmiddel en normale belasting, kan men de abrasiviteit en daarmee de spanning variëren. Morgeneyer et al. ²⁶ hebben erop gewezen dat de stress tensor wordt gemeten tijdens schuren bestaat uit normale en tangentiële componenten. De normale stress is het directe gevolg van de normale belasting, dat wil zeggen, van F _N, terwijl de tangentiële spanning is het resultaat van the tangentieel wrijving werkende werkwijze, gemeten als kracht (F _T) en werkt parallel of anti-parallel aan de richting waarin de slijtage plaatsvindt. In de oorspronkelijke vorm van deze schuren apparaat, kan men F _T niet bepalen. Daarom is de rol van de mechanische spanningen tijdens de aërosolvorming van ENM kan niet volledig worden bepaald. Om deze beperking te roeien, in detail beschreven door Morgeneyer et al. ²⁶ hebben we (a) gemodificeerd door het vervangen van de reeds geïnstalleerde horizontale stalen staaf met een replica van aluminium 2024 legering en (b) die een rekstrookje op het bovenoppervlak van deze gerepliceerde aluminiumlegering bar. Dit is weergegeven in figuur 1B. Deze spanningsmeter is 1,5 mm actieve meetrooster lengte en 5,7 mm voor het meten rooster carrier lengte. Het is gemaakt van een constantaandraad folie met 3,8 urn dikte en 1,95 ± 1,5% van vliegtuigtype factor.Een juiste meting van de mechanische spanningen worden gegarandeerd door dynamische rekstrookje versterker die in serie is verbonden met de spanningsmeter, waardoor een betrouwbare meting van de spanning die in de meter. De verzonden via versterker data wordt verkregen met behulp van data-acquisitie software.

Figuur 1. Schuring Apparatuur en Strain Gauge. De commerciële standaardformulier van de Taber schuren apparaat (A) met slijtage snelheid, de duur en de slaglengte controles. De oorspronkelijk gemonteerde stalen staaf werd vervangen door een aluminium staaf en is verder uitgerust met een spanningsmeter (B) aan de tangentiaalkracht (F _T) te meten. klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In de Trong> Figuur 2, wordt de complete experimentele opstelling getoond, waar deze gewijzigde Taber schuren apparaat onder de conformiteit van een nanosecured werkpost wordt geplaatst. Een deeltje vrije lucht is voortdurend circuleert binnen dit werk post op een debiet van 31.000 l / min. Het heeft een roetfilter rendement van 99,99% en is al met succes in dienst van Morgeneyer et al. ²⁷ in stoffigheid testen verschillende nanodeeltjes '.

Figuur 2. Experimentele Set-up (Shandilya et al. ^31). Een nanosecured werk faciliteit voor het uitvoeren van de slijtage tests en real time karakterisering (zowel kwalitatief en Kwantitatieve) van de gegenereerde aerosol deeltjes. Een klein deel van het deeltje lucht passeert door een sleuf in de emissiekamer te elimineren de achtergrond deeltjes aantal concentratie.Pbelasting / 53496 / 53496fig2large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

De motor van de schuren apparatuur wordt buiten gehouden en zijn lineair schuivende deel wordt bewaard in een zelf ontworpen emissie testkamer, met afmetingen 0,5 mx 0,3 mx 0,6 m, (details in Le Bihan et al. ^28). Het helpt bij het voorkomen van het schuren apparaat "motor uitstoot van inmenging in de testresultaten. De bemonstering van de gegenereerde aerosol deeltjes wordt uitgevoerd in de nabijheid van een radiaal symmetrische kap (volume 713 ^cm3). Door gebruik van een dergelijke kap, kan de aërosoldeeltjes verliezen als gevolg van hun afzetting op de oppervlakken worden geminimaliseerd. Het andere voordeel omvat verhoging van de aërosoldeeltjes aantal concentraties als gevolg van een relatief lagere volume van de kap ten opzichte van de emissie testkamer. Dankzij deze set-up, een real-time karakterisering en analyse van het deeltje aerosols krijgen die tijdens het schuren slijtage kan experimenteel worden gedaan qua aantal concentraties grootteverdelingen, elementaire samenstellingen en vormen. Volgens Kulkarni et al. ^5, het aantal concentratie van ENM aerosols deeltjes kan worden gedefinieerd als "het aantal ENM aan unit kubieke centimeter lucht". Ook de grootteverdeling van ENM aërosolen is "de verhouding uitdrukt van de hoeveelheid van een ENM (doorgaans aantal en massaconcentraties) geassocieerd met deeltjes in een bepaald groottebereik".

Een deeltje Counter (meetbare maten: 4 nm tot 3 micrometer) meet de aerosol deeltjes aantal concentratie (PNC). Het deeltje sizers (meetbare maten: 15 nm - 20 pm) meet de deeltjesgrootteverdeling (PSD). Een aërosol deeltjes sampler (in detail beschreven door R'mili et al.

(ii) het milieu verzoek kan worden gesimuleerd door versnelde kunstmatige verwering in een verwering kamer, zie figuur 3. Zoals uit Shandilya et al. ^31, de verweringsomstandigheden kan overeenkomstig worden gehouden met de internationale normen of worden aangepast, afhankelijk van type simulatie. De UV-belichting wordt geleverd via xenon booglamp (300 - 400 nm) geïnstalleerd met een optische straling filter. De actie van de regen wordt gesimuleerd door het sproeien gedemineraliseerd en gezuiverd water op hen. Een reservoir is geplaatst onder de proefmonsters van de afvoer water op te vangen. Het opgevangen water of percolaat kan later worden gebruikt om de ENM uitloging analyses uit te voeren.

Figuur 3. Weathering Kamer. De commerciële vorm van de SUNTEST XLS + verwering kamer is voorzien van een RVS afzuigkap waarbinnen de nanocoating monsters worden geplaatst. Het waterreservoir is geplaatst onder de kap die de bron van het water te worden gespoten in de kap. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Protocol

OPMERKING: De techniek die in het protocol hier is niet beperkt tot de gepresenteerde testmonsters maar kan worden gebruikt voor andere samples.

1. Kunstmatige verwering [CEREGE Platform, Aix en Provence]

1. Neem een ​​monster van 250 ml gedeïoniseerd en gezuiverd water te sproeien in een bekerglas. Dompel de punt van het water geleidbaarheid meter in het water. Let op het water geleidbaarheid. Herhaal dit proces en let op het water geleidbaarheid elke keer.
   LET OP: Volgens de ISO 16474 ^32, mag nooit hoger zijn dan 5 mS / cm zijn.
2. Na meting van de geleidbaarheid, sluit de waterbron aan het reservoir van de onderhavige verwering kamer onder de RVS afzuigkap (zie figuur 3).
3. Sluit de overloop uitloop aan de achterzijde van de kamer naar een afvoeropening door een tuinslang.
4. Plaats de nanocoating monsters weer in de RVS afzuigkap en sluit de deur. om Enable een statistische evaluatie van de resultaten, gebruik maken van een minimum van drie identieke nanocoating en referentiemonsters.
5. Op het digitale console, aanwezig aan de voorzijde van de kamer verwering, selecteer een 2 uur cyclus bestaande uit 120 minuten UV-licht, 102 min en 18 min droog waternevel.
6. Voer het aantal cycli gelijk aan 2658 dat overeenkomt met 7 maanden.
7. Kies de instraling van de xenon booglamp gelijk aan 60 ± 5 W / m ^2.
8. Stel de omgevingstemperatuur op 38 ° C.
9. Start de verwering testen door op de START-knop op de console.

2. Schuring en ENM Aerosols karakterisering [INERIS S-NANO Platform, Verneuil]

LET OP: Voor het gebruik, pre-controleren het deeltje aerosol karakteriseren instrumenten op een ijkbank van INERIS S-NANO Platform, die bestaat uit afzonderlijke en reeds geïnstalleerde verwijzing tegenhangers. Door het volgen van een specifiek protocol, ervoor te zorgen dat de instrumenten werken properly.

1. Monteer alle apparaten en instrumenten in de experimentele opstelling en de noodzakelijke aansluitingen zoals getoond in figuur 2 (informatie over de eenheden en het opzetten van instrumenten voorzien in Shandilya et al. ^33).
2. Schakelaar op de omloop van het deeltje vrije lucht in de nanosecured workpost door op de FLUX ON knop.
3. Maak dit deeltje vrije lucht door de uitstoot testkamer te passeren door het openen van de kamer en het houden van het in de nanosecured werkpost openen.
4. Voor het instellen van het experiment, sluit het deeltje teller direct naar de emissie testkamer op de momentane aantal concentratie van de deeltjes in de kamer te meten. Houd rekening met de concentratie waarde direct op het display teller.
5. Terwijl het deeltje vrije lucht is die door de kamer, blijven deze momentane aantal concentratie waarde controleren totdat het daalt tot nul. Op deze manier zorgen dat dekamer is vrij van enige achtergrond deeltje.
6. Ondertussen schuin de randen van de standaard cilindrisch gevormde schuurmiddel door voorzichtig draaien zijn ene einde in een heen en weer beweging in de sleuf van een gereedschap dat de slijtage inrichting.
7. Met behulp van een digitale weegschaal met een meetnauwkeurigheid van ten minste 0,001 g, weeg het schuurmiddel en sample te schuren.
8. Eenmaal gedaan, vast te stellen de afgeschuinde schuurmiddel aan de verticale as van de schuren apparaat via een chuck aanwezig aan de onderkant.
9. Plaats de nanostructuur product voorzichtig te schuren onder de vaste schuurmiddel en stevig zijn positie op het montagesysteem te bevestigen.
10. Open de aerosol sampler en met behulp van een pincet, plaatst een koperen rooster in de sleuf met de heldere zijde naar boven. Zet een cirkelvormige ring over het net om het te repareren.
11. Sluit de sampler en sluit deze aan op een pomp via een filter aan de ene kant (dat wil zeggen, in de richting van donkere kant van het net) en het deeltje bron op het OTHer einde (dwz richting helderder van het rooster). Monteer de vereiste normale belasting op de verticale as met behulp van de dode gewichten.
12. Door middel van het deeltje teller, controleer dan of de achtergrond deeltjes concentratie in de open kamer is gedaald tot nul. Zo niet, dan wachten. Zo ja, sluit de deur van de emissie testkamer.
13. Via de digitale consoles over de instrumenten, handmatig de stroomsnelheden van de deeltjesteller en sizers als volgt: van CPC 1,5 l / min; SMPS- 0,3 l / min; APS- 5 l / min
14. Stel het totale bemonsteringsduur 20 min voor al deze drie instrumenten. Stel de slijtage duur en de snelheid gelijk aan 10 min en 60 cycli per minuut, respectievelijk in de schuren apparaat.
15. Verbind de spanningsmeter naar de dynamische spanningsmeter versterker. Sluit de dynamische spanningsmeter versterker aan de computer die wordt gebruikt voor de data-acquisitie met behulp software geïnstalleerd.
16. Open de software.
17. Klik NEW DAQ PROJECT te open een nieuw data-acquisitie-bestand.
18. Stop de optie voor live data acquisitie door te klikken op Live Update
19. Klik 0 UITVOEREN met de referentie signaalwaarde gelijk aan nul te stellen.
20. Schakel terug op de live data acquisitie door te klikken op Live Update.
21. Klik visualisatie de real-time grafische wijze van data representatie te kiezen.
22. Klik op Nieuw om de sjablonen te openen.
23. Kies de optie SCOPE PANEL, bijvoorbeeld.
24. Start de data-acquisitie in het deeltje balies en sizers tegelijk.
25. Na een vertraging van ongeveer. 5 min, start de slijtage.
26. Klik op Start in de data-acquisitie software venster naar de spanningsmeter signalen die overeenkomen met de voortdurende slijtage te verwerven.
27. Na 2 minuten, schakel de pomp is aangesloten op de MPS.
28. Houd de pomp draaien voor 2-4 minuten, afhankelijk van de hoeveelheid emissie van de aërosoldeeltjes. LET OP: Het aantal aërosoldeeltjes bemonsterd met behulp van MPS moet optimaal in aantal ie zijn,niet te schaars en niet te overschot, dat een grondige microscopische analyse zou kunnen verhinderen.
29. Zodra het schuren stopt, schakelt u de data-acquisitie door te klikken op STOP.
30. Sla de verkregen gegevens door te klikken op SAVE DATA NU.
31. Na de toonbank en sizers stoppen met het verzamelen van gegevens, opent de emissie testkamer en wegen weer de schuurmiddel en afgeschuurd nanostructuur product.
32. Ga door het hele proces voor elke slijtage-test.
33. Zodra de slijtage testen, opnieuw controleren de drie deeltjes aerosol karakteriseren van instrumenten op de ijkbank van INERIS S-NANO Platform.

3. TEM Analyse van de Liquid Suspensions- Drop Deposition Techniek [INERIS Calibration Platform, Verneuil]

1. Bereid een 1% volume verdunde waterige oplossing van de vloeibare suspensie (bijvoorbeeld, de "verf ') door het toevoegen van 1 deel van de coating suspensie in 99 delen van het gefilterde en gedeïoniseerd water.
2. Open de baair van de glimontlading machine
3. Stel de volgende voorwaarden voldoen: 0,1 mbar, 45 mA, 3 min duur.
4. Met het oog op een TEM koperen rooster hydrofiele door zijn plasma behandeling te maken, zet het op de metalen standaard. Sluit het deksel en start de motor. Na 3 min, stopt automatisch.
5. Haal de hydrofiele bleek rooster met behulp van een pincet. Leg het voorzichtig met zijn lichtere kant naar boven. Deponeren een daling van de verdunde oplossing (8 pl ong.) Op de hydrofiele rooster met een spuit.
6. Droog het rooster in een gesloten kamer, zodat het watergehalte wordt verdampt en de samenstellende deeltjes rust afgezet op het rooster. Zorg ervoor dat het rooster niet wordt belast met de deeltjes die die gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd als cirkelvormige of streng vormen die kenmerkend voor olie of roet deeltjes.
7. Eenmaal klaar, zet het rooster in de TEM-sonde en het uitvoeren van de microscopische analyse. [elektronen versnellende voltage 120 kV, cf 31.
8. Als het net lijkt te beladen met deeltjes te analyseren, hoe lager de verdunning percentage en het volume van de afgezette druppel. Het maximale volume een operator in staat is om te storten is ongeveer gelijk aan 12 pl.

Representative Results

testmonsters
De protocollen die in het artikel zijn aangebracht op drie verschillende commerciële nanogestructureerde producten. Een focus is hier gelegd op de details van de experimentele benadering:
(a) alumino-silicaat bakstenen versterkt met TiO ₂ nanodeeltjes, (11 cm x 5 cm x 2 cm). Het vindt zijn veelvuldige toepassing bij de bouw van gevels, huiswanden, wandtegels, trottoirs etc. De materiaaleigenschappen langs beeld een rasterelektronenmicroscoop met zijn weergegeven in tabel 1 respectievelijk figuur 4.

Figuur 4. SEM beeld van de Nanogestructureerde Alumino-silicaat Brick (Shandilya et al. ^33). Een ruwe ondergrond met de microsized kratten of oppervlakte oneffenheden kan worden waargenomen in het beeld. Deze oppervlakte-oneffenheden interactie met de abradant tijdens slijtage. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

eigenschappen	Waarde
Samenstelling	Al, Si, Ca, Ti
rms ruwheid	7 urn
Gemiddelde primaire deeltjesgrootte van TiO 2	<20 nm
elasticiteitsmodulus	20 Gpa (ong.)
Poisson	0.2
Vickers Hardheid	800 (ong.)

Tabel 1: materiaaleigenschappen van de Nanogestructureerde Alumino-silicaat Brick.

(B) Photocatalytic nanocoatings bestaande uit anataas titanium dioxide nanodeeltjes met een PMMA en alcoholische basis als dispergeermiddelen respectievelijk. De analyse Transmission Electron Microscope (TEM) van de twee nanocoatings, getoond in figuren 5 (A) en (B) tonen gemiddelde TiO ₂ deeltjesgrootte gelijk aan 8 ± 4 nm in het eerste geval maar 25 ± 17 nm in de laatste. Ook twee afzonderlijke fasen bijgedragen door het dispergeermiddel (in grijze kleur) en opgenomen TiO ₂ nanodeeltjes (in toonhoogte zwarte kleur) kan ook worden waargenomen. Het volumepercentage van titaandioxide nanodeeltjes in de twee nanocoatings zijn hetzelfde en gelijk aan 1,1%. De energie dispersieve röntgenanalyse (EDX) van de elementaire samenstelling van de twee nanocoatings, verkregen na het volgen van het protocol voor de daling depositietechniek, vertonen vergelijkbare waarnemingen dwz C (60 tot 65% in massa), O (15 tot 20 % in massa) en Ti (10 tot 15% in massa). Opgemerkt wordt dat zowel een nanocoatingsopnieuw vervaardigd voor toepassingen op de buitenkant van de gebouwen die in het algemeen poreus, zoals baksteen, beton, etc. Daarom is de gekozen voor de nanocoating toepassing substraat was een commercieel vlakte gemetselde bakstenen (11 cm x 5 cm x 5 cm).

Figuur 5. TEM beeld van de nanodeeltjes Aanwezig in de Nanocoatings met (A) en PMMA (B) Alcoholische Base als dispergeermiddel Respectievelijk (Shandilya et al. ^33). Naast de verschillende samenstellende nanodeeltjes afmetingen van de twee nanocoatings, hun individuele morfologieën zijn ook verschillend dwz cloud-achtige structuur voor het voormalige, terwijl gestrand voor het laatste. klik hier om een grotere versie te bekijkenvan dit cijfer.

(c) transparante glazuur additief bestaande uit nanodeeltjes van CeO ₂ met een primaire afmeting van 10 nm. Het is gedispergeerd in het glazuur met 1,3% volumepercentage. Dergelijke glazuur wordt over het algemeen toegepast op extern liggen geschilderde houten oppervlakken te beschermen ten opzichte van hun uiteindelijke verkleuring geven en verwering met de tijd. In het TEM figuren 6A en B, en elementaire samenstelling analyse van een monster druppel zijn respectievelijk getoond.

Figuur 6:. TEM Beeld en elementaire samenstelling analyse een voorbeeld beeld Daling TEM (A) en elementaire samenstelling analyse (B) van een monster druppel worden getoond Klik hier voor een grotere weergaveversie van deze figuur.

Emissie van de Nanogestructureerde Brick
De evolutie van de totale massa van de versleten nanogestructureerde baksteen (M _t) tijdens het schuren wordt aangetoond wat betreft F _N in figuur 7. Voor elke waarde van _N F, heeft de schuurtest driemaal herhaald. Deze evolutie lijkt lineair verloop tot F _N = 10,5 N waarna onverwacht verhoogt de hogere belastingen. De standaarddeviaties, gemeten in de waarden van de versleten massa variëren 0-,023 g. De versleten massa van het schuurmiddel bij elke afschuringsproef minder dan 2% van die van de steen, derhalve verwaarloosbaar.

>
Figuur 7. Wear massa als functie van de normale belasting. Het totaal versleten massa van de baksteen toeneemt monotoon tijdens het schuren met steeds toenemende normale belasting (Shandilya et al. ³³⁾ Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In figuur 8, de unimodaal PSD uitgestraalde aërosoldeeltjes worden weergegeven voor verschillende waarden van _FN. Voor elke waarde, heeft de slijtproef werd driemaal herhaald. Met een toenemende F _N, wordt de stand van de PSD ook steeds meer. Afgezien van 10,5 N, het aantal concentratie piek of het maximum aantal deeltjes concentratie blijft stagneren bij ~ 645 cm ^-3.

tp_upload / 53496 / 53496fig8.jpg "/>
Figuur 8. Aerosol deeltjesgrootte als functie van de Normaal Last. De modale grootte van de deeltjesgrootteverdeling (PSD) curves van de uitgezonden aërosoldeeltjes stijgt met normale belasting (Shandilya et al. ³³⁾ Klik hier om een grotere versie te bekijken dit figuur.

In figuur 9A, is de ontwikkeling van het totale PNC aangetoond wat betreft _FN. Voor de deeltjes grootten in het bereik van 20-500 nm, lijkt stijgen tot 10,5 N waarna het begint te verminderen. Voor 0,5-20 urn grootte, het verhoogt voortdurend. Het lijkt echter een constante waarde benadert dan 10,5 N. De totale gedrag van PNC met betrekking tot de toenemende F _T figuur 9B is anders als het monotoon toeneemt. Een soortgelijke opmerking kan worden waargenomen voor de PSD-modi ook.

Figuur 9. Uitgezonden aërosoldeeltjes. (A) Totaal aantal afgegeven aerosol deeltjes concentratie (PNC) van de aërosoldeeltjes als functie van normale belasting (Shandilya et al. ³⁴⁾ (B) Totaal PNC en PSD modus als functie van de belasting tangentiële klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Voor de TEM analyse van de bemonsterde aerosol deeltjes die op een rooster werden verzameld tijdens de schuren op 4 verschillende waarden van F _N, de afmetingen van 50 diflende aerosol deeltjes werden gemeten voor elk raster en de gemiddelde grootte werden bepaald deelneemt. Tabel 2 toont de gemiddelde waarden. Een duidelijke toename van de gemiddelde grootte van de partij aërosoldeeltjes te zien met de toenemende _FN.

Normale belasting (N)	Size gemiddelde aerosol deeltje (pm)
6	0,2 ± 0,1
9	0,9 ± 0,3
10.5	3 ± 0,7
13	5 ± 0,6

Tabel 2: Gemiddeld Aerosol Particle grootte van de partij aerosoldeeltjes bij verschillende waarden van F _N.

Emission Van de fotokatalytische Nanocoatings
Om de emissie van aërosoldeeltjes van de fotokatalytische nanocoatings testen Slijtproef hun verweerde en niet verweerd testmonsters werden uitgevoerd. De resultaten met betrekking tot hun niet-verweerde monsters worden eerst gepresenteerd. De PNC curves verkregen wanneer monsters van de lagen 4 nanocoatings 'onder een normale belasting van 6 N werden afgeschuurd worden getoond in de figuren 10A. De test werd driemaal herhaald onder dezelfde omstandigheden. Voor ongecoate vergelijking: de herhaling uitgevoerd op dezelfde baksteen. In de Figuur 10A begint het schuren bij t = 240 sec en eindigt bij t = 840 sec. Voor en na dit tijdsinterval (t = 0-240 sec), het systeem niet actief. De nanocoating met alcoholische basis lijkt geen verschil op de PNC geven wanneer deze wordt vergeleken met het onbeklede referentie. De twee bijna dezelfde niveaus PNC. Omdat de nanocoating waarschijnlijk krijgt volledig witho afgewrevenut het verstrekken van enige weerstand, de PNC bereikt zijn maximale waarde (≈ 200 cm ^{- 3)} kort na de slijtage begint. De standaarddeviatie varieert van 5 tot 16 cm ^{- 3.} Voor de nanocoating met PMMA, de PNC is aanvankelijk laag (≈ 14 cm ^{- 3)} als gevolg van een mogelijke weerstand van de nanocoating tegen slijtage. Echter, deze weerstand gaat door tot een bepaald punt (t = 624 sec) waarna het kan gaan krijgen afgewreven. Daardoor begint de PNC geleidelijk toeneemt. Het bereikt dezelfde waarde als voor overige nanocoating of verwijzing naar het einde van de slijtage. De standaarddeviatie in de gemeten waarden voor de nanocoating met PMMA varieert 0,7-27 cm ^{- 3.}

Figuur 10. Effect van de Nanocoating types op de aërosoldeeltjes Generation uit de Nanocoatings. (A) PNC variatie met de tijd (B) PSD van de aerosol deeltjes uitgestoten tijdens de slijtage van 4 lagen van de nanocoating onder 6 N normale belasting (let op: alle curves zijn gemiddelde curves verkregen van 3 herhaalde tests) (Shandilya et al. ³³⁾ klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In figuur 10B, is de PSD van de geëmitteerde aërosoldeeltjes getoond. De nanocoating met alcoholische basis lijkt geen effect op de PSD hetzij behalve de verandering van de grootte modus naar kleinere deeltjesgrootten (154 ± 10 nm) hebben. De standaarddeviatie in de PSD gemeten casu veranderingen 0,2-16 cm ^{- 3.} De nanocoating met PMMA aanzienlijk daalt de piek van de PSD kromme met een factor ~ 30 waardoor het deeltje emissie volstrekt onbelangrijk. De standaarddeviatie hier gemeten is 8 cm ^{- 3} maximum.

In figuur 11A, leidt tot stijging _FN is getoond op een 4 gelaagde nanocoating met PMMA. De slijtage begint bij t = 240 sec en eindigt bij t = 840 sec. Voor een duidelijk beeld van de PNC, tussen t = 240 sec en t = 480 sec, een ingezoomde weergave in figuur 11A1 wordt ook getoond. De PNC stijgt met normale belasting. Hetzelfde patroon blijft in figuur 11B voor een 4 gelaagde nanocoating met de alcoholist basis ook. Tijdens het meten van de PSD voor de nanocoating met PMMA, de PSD vertoonde zeer lage concentraties die zelfs dicht bij hun deeltje detectie drempels waren. Vandaar dat de twee deeltjes sizers niet verder gebruikt. Maar de nanocoating met alcohol, zijn dergelijke problemen. De PSD in dit geval wordt getoond inFiguur 11C. Drie unimodale verdelingen met toenemende grootte modi (dat wil zeggen, 154 nm tot 274 nm tot 365 nm) en toenemende concentratie pieken zichtbaar voor het verhogen van normale belasting.

Figuur 11. Effect van de Normaal Last op de aërosoldeeltjes Generation uit de Nanocoatings (A) PNC variatie met de tijd voor 4 lagen nanocoating met PMMA en (B) alcoholische basis.; (. Shandilya et al ^33):; (A1) ingezoomd view (C) PSD van de aerosol deeltjes uitgestoten tijdens de slijtage van 4 lagen nanocoating met alcoholische base (noot alle bochten zijn gemiddelde curves verkregen van 3 herhaalde tests) Gelieve te klikken hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 12 toont dit effect wanneer twee monsters met 2 en 4 lagen van de nanocoating met PMMA, worden getest op F _N = 6 N. De slijtage begint op t = 240 sec en eindigt bij t = 840 sec. De PNC altijd lager bij 4 lagen van de nanocoating: ^- wordt afgeschuurd vergeleken met de 2 lagen (std afwijking 2-27 cm ^3.) (Std deviatie. 13-37 cm ^{- 3)} of ongecoat referentie. Beide lagen lijken weerstand tegen slijtage te verschaffen. In het geval van de nanocoating met alcohol, zowel 2 en 4 lagen vergelijkbare PNC.

Figuur 12. Effect van het aantal coating lagen op de aërosoldeeltjes Generation van de Nano-coatings. PNC variatie time voor 2 en 4 lagen nanocoating met PMMA (let op: alle curves zijn gemiddelde curves verkregen van 3 herhaalde tests) (. Shandilya et al ³³⁾ Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De SEM waarnemingen van de 4 gelaagde nanocoating met PMMA werden ook uitgevoerd bij het einde van de slijtage. De figuur 13 toont de waarneming. Een ongeschuurde gecoate oppervlak (gemarkeerd A) had een gemiddelde Ti-gehalte van ~ 12% (in de massa). Voor het geschaafde deel (gemarkeerd B), de gemiddelde Ti gehalte verlaagt naar ~ 0% (in massa), aldus volledig blootstellen van de stenen oppervlak.

Figuur 13. Microscopische analyse van de nanocoating Surfaces. Image SEM en EDX analyse van de beklede eennd afgesleten delen van de nanocoating met PMMA; deel (A): ongeschuurde beklede oppervlak; deel (B): geschuurd (. Shandilya et al ³³⁾ Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Derhalve is een 4 lagen nanocating met PMMA opmerkelijk goed uitgevoerd ten opzichte van zijn tegenhanger 2 lagen of andere nanocoating, waaronder zowel de 2 en 4 lagen nanocoating. Gezien deze waarneming werden ongeveer 4 lagen monsters van de nanocoating met PMMA ook blootgesteld aan kunstmatige verwering versnelde vóór hun slijtage. In de figuren 14A-E, kan men een beter effect van de verwering zien. Een continue en geïntegreerde vorm van de nonweathered nanocoating kan worden waargenomen in Figuur 14A. Een progressieve verslechtering van de nanocoating v ia kraken kan dan worden waargenomen in de opeenvolgende figuren dwz, figuren 14B, C, D en E. Integendeel, een onbekleed verwijzing vertoont geen dergelijke effecten. Het drogen stress door watergehalte verdamping en geleidelijke bros polymeer bindmiddel aanwezig in de nanocoating tijdens de interactie met UV stralen leiden tot een dergelijke verslechtering (White ^35, Murray ^36, Dufresne et al. ^37, Hazen ³⁸ Tirumkudulu en Russel ³⁹⁾ . De EDS analyse van de verweerde nanocoating via elementaire mapping tussen Ti (bijgedragen door de nancoating) en Ca (bijgedragen door de bakstenen) wordt getoond in figuren 14F-J. In de figuur, kan een vrijwel stilstaande Ti gehalte aan het oppervlak (gemiddelde waarde ~16.1%) worden waargenomen met een toenemend gehalte aan Ca en daarmee het blootgestelde oppervlak. Een van de belangrijkste gevolgen van dit resultaat kan de krimp van nanocoating met verwering.

nhoud ">
Figuur 14. Microscopische Analyse van Geleidelijk verslechterende Nanocoating (Shandilya et al. ^31). De verslechtering is via de verschijning van scheuren op het oppervlak die tot verdiept met de tijd Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De kwantificering van de TiO ₂ nanodeeltjes emissie in het water bij de intervallen van 2, 4, 6 en 7 maanden verwering uitgevoerd. Hiervoor 100 ml monsters van percolaat uit de verzamelde reproductiewater werden afgenomen en geanalyseerd met een inductief gekoppeld plasma massaspectrometrie (ICP-MS). Tabel 3 toont bedrijfsomstandigheden ICP-MS. We vonden dat de Ti bleek altijd beneden de drempelwaarde detectiewaarde (= 0,5 g / l) in zijnhet monstervolume. Deze waarneming leidt tot de conclusie dat ondanks de verslechtering van verwering, de nanocoating nog sterk aan hun uitlogen weerstand in de afvoer water.

sample volume	2 ml
RF Power	1550 w
RF-Matching	1,78 V
Draaggas	0,85 l / min
make-up gas	0,2 l / min
verstuiver	Micromist
vernevelaar pomp	0,1 r / s
S / C temperatuur	15 ° C
Hij debiet	5 ml / min
H 2 debiet	2 ml / min
integratie tijd	0,1 s
Kamer & Torch	Kwarts
Kegel	Ni

Tabel 3: Operationele voorwaarden ICP-MS.

De verwering werd gevolgd door het schuren. De figuren 15A en B tonen de resultaten van TEM analyse van de bemonsterde aërosoldeeltjes gedurende de eerste 2 min slijtage van de 4 en 7 maanden doorstaan ​​nanocoating onder dezelfde bemonsteringscondities. Een kwalitatief hogere afzetting van aërosoldeeltjes op het gaas roosters kan worden waargenomen in het geval van laatstgenoemde. De polydispers aërosoldeeltjes worden waargenomen bij hogere vergroting. Hoewel we niet kunnen kwantificeren, maar een aanzienlijke hoeveelheid vrije nanodeeltjes van TiO2 (bijv Ti massa> 90%) werd waargenomen bij 7 maanden doorstaan ​​nanocoating werd geschuurd (figuur 15C en D). Betrouwbaarheidsintervallen klein zijn om de gemeten hoeveelhedenen dus verwaarloosd in de percelen. Dit resultaat wijkt af van de bevindingen van niet-verweerde nanocoatings en ​​diverse andere studies, zoals Shandilya et al. ^15, Golański et al. ^23, Göhler et al. ^29, Shandilya et al. ^33. Daarom is het meer bijzonder belang. In eerder behaalde resultaten voor niet-verweerde nanocoatings en andere genoemde studies, een groot deel van de uitgestoten aërosolen samengesteld uit de nanomateriaal in de matrix gebonden staat en niet in de vrije staat.

Figuur 15. Microscopische analyse van de aërosoldeeltjes. TEM beeld van aërosoldeeltjes uitgezonden door de slijtage van (A) 4 maanden en (B) 7 maanden verweerde nanocoating (C, D) vrije nanodeeltjes uitgezonden door de slijtage van 7 maanden verweerde nanocoating et al. ³¹⁾ Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In figuur 15E, de variaties in de percentages van de drie elementen-C, Ti en Ca worden weergegeven als de duur van 4 maanden verwering bereikt 7 maanden. Een duidelijk effect van het polymeer bros kan worden waargenomen met een daling van de C-gehalte van 56% tot 12%. Deze daling direct houdt de vermindering van de aanwezigheid van de matrix rond de geëmitteerde aërosoldeeltjes. Een toename van 7% tot 55% in het Ti gehalte betekent een toename van Ti-concentratie in het geëmitteerde aërosoldeeltjes. Het blootgestelde oppervlak van de onderliggende baksteen, na 7 maanden verwering, wordt circa aërosoldeeltjes tena schuren. Daardoor worden sommige aërosoldeeltjes van de bakstenen waargenomen na 7 maanden verwering. Vandaar dat de duur van verwering heeft een directe invloed op de omvang en de chemische samenstelling van de aerosol deeltjes.

Afbeelding 16. PNC en PSD als een functie van de Schuring Duur: PNC en PSD tijdens de slijtage van verweerde referentie en nanocoating. De slijtage vindt plaats voor t = 120-720 sec in panelen (A) en (B). (Shandilya et al. ³¹⁾ Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De figuren 16A-D tonen de resultaten aan PNC en PSD van de aërosoldeeltjes worden bemonsterd binnen de omvang van de sampling capuchon. In de figuren 16A en B, te beginnen bij t = 120 sec en doorgaat tot t = 720 sec, de slijtage van het ongecoate verwijzing leverde een constante en verwering duur onafhankelijke PNC (~ 500 cm ^{- 3;} standaarddeviatie 5-16 cm ^{- 3;} herhaald driemaal). Daarom is de kunstmatige verwering heeft geen zichtbaar effect op geëmitteerde aërosoldeeltjes van de onbeklede referentie. In het geval van de nanoacoating, een duidelijk effect van de duur verwering kan worden waargenomen als de PNC toeneemt met verwering duur. Behalve 6 en 7 maanden, de aard van de variatie in de tijd is opvallend vergelijkbaar dwz, aanvankelijk hemelvaart, gevolgd door stagnatie dan hemelvaart weer en de uiteindelijke stagnatie. 6 en 7 maanden is er een directe hobbel in de concentratie zodra de slijtage begint. Deze eerste hobbel in de concentratie zelfs hoger dan die van de referentie. HHof toevoegde, na t = 360 sec, het de neiging om terug naar het referentieniveau komen. Dit verschil in nanocoating gedrag inzake de slijtage kan worden verklaard op basis van het uitwerpmechanisme tijdens slijtage. Tot 4 maanden verwering, wordt het verondersteld nanocoating en stevige slijtage te weerstaan ​​zijn. Hierdoor wordt het langzaam en dus versleten, het aantal concentratie van het uitgestraalde aërosolen langzaam toe. Echter, na 6 en 7 maanden na verwering, de nanocoating klonterig (zoals reeds gezien in de figuur 14E) als mogelijk losjes bevestigd aan het oppervlak van de stenen. Dientengevolge, zodra de slijtage begint deze nanocoating brokken raken makkelijk ontwortelde die een hobbel in het aantal concentratie van de geëmitteerde aërosoldeeltjes toont. De PSD van het uitgezonden aërosoldeeltjes voor de referentie (figuur 16C) geeft geen duidelijk effect van de verwering (mode afwisselend tussen de 250 en 350 nm; PNC ≈ 375 cm 3; standaarddeviatie 0,2-8 cm ^{- 3).} In figuur 16D wordt de deeltjesgrootteverdeling getoond de nanocoating die overeenkomen met de eerste fase waarin de PNC stagneert. In dit cijfer is geen curve tonen voor 6 en 7 maanden verweren omdat er geen eerste stagnerende fase voor hen. Zoals men duidelijk kan zien, is er een toename in de omvang modus als maximum PNC.

Emissie van de Glaze
Anders dan de aerosol deeltjesemissie opmerkingen bij de versterkte bakstenen en fotokatalytische nanocoatings, de twee lagen van glazuur formele gronden emitterende tijdens hun slijtage zijn bij F _N = 6 N. Het aantal concentratie van het uitgestraalde aerosol deeltjes, verkregen met de deeltjesteller, werd altijd gevonden dat minder dan 1 cm ^-3 dus worden Insignificant.

Discussion

In dit artikel wordt een experimenteel onderzoek naar de Nanosafety-by-design van de commerciële nanostructuur producten gepresenteerd. De Nanosafety-by-design van een product kan worden bestudeerd in termen van de PNC en PSD wanneer het wordt blootgesteld aan mechanische spanningen en milieu verwering. De gekozen voor de studie producten zijn aluminosilicaat bakstenen versterkt met TiO ₂ nanodeeltjes, glazuur met CeO ₂ nanodeeltjes en fotokatalytische nanocoatings met TiO ₂ nanodeeltjes. Deze producten zijn gemakkelijk toegankelijk voor de klanten in de zakelijke markt en goed in verband met hun dagelijks leven. Daarom is het onderzoek in de richting van hun Nanosafety-by-design is van cruciaal belang.

kunstmatige Weathering
Variatie in degradatie opmerkingen kunnen worden verwacht wanneer verschillende omstandigheden worden gebruikt. Bovendien is de spectrale energieverdeling van licht van tl-UV / xenonlamp is significantly anders dan die geproduceerd in licht en blootstelling aan water apparaten met behulp van andere lichtbronnen. Het type en de afbraaksnelheid en de performance rankings geproduceerd in blootstelling aan UV-lampen kan veel verschillen van die welke door blootstelling aan andere soorten laboratorium lichtbronnen. De verwering testresultaten ook afhangen van de zorg die wordt genomen om de verwering kamer bedienen. Vandaar dat de factoren zoals de regulering van de netspanning, de temperatuur van de ruimte waarin het apparaat werkt, temperatuurcontrole, en de conditie en de leeftijd van de lampen hebben ook een belangrijke rol spelen bij de uitvoering van de verwering kamer. Tijdens het testen, kan de bestralingssterkte veranderen als gevolg van veroudering van de UV lamp. Een standaard lamp heeft een gemiddelde levensduur van ≈1,400 hr. Daarom, voordat het starten van de verwering test, moet men ervoor zorgen dat het aantal uren over voor de lamp te lopen. De aanwezigheid van metaalionen in het water te sproeien in de verwering kamer die de con vergrotenproductiviteit is ook een belangrijk aspect om te zorgen voor. Als het water geleidbaarheid het toegestane niveau overschrijdt, kan zij de sporen van de opgeloste metalen achterlaten op het verweerde oppervlak. In dergelijke gevallen is een aangetaste oppervlak verkregen dan verwacht. De verdeling van de straling van de UV-lamp is soms niet gelijkmatig over de drager van roestvrij staal waarover de nanocoating monsters geplaatst. In dat geval moet zorg tijdens de plaatsing van de nanocoating monsters worden genomen, zodat een individuele variatie in de instraling op het oppervlak van elk monster niet meer dan ± 2 W / m ^2. Om de reproduceerbaarheid van de resultaten mogelijk verwering, ten minste drie replicaten van elk materiaal worden blootgesteld.

Schuren en ENM Aerosols karakterisering
De deeltjes aantal concentratie varieert met de plaatsing van de bemonstering punt van de aerosol deeltjes in de uitstoot testkamer als de concentratieniet overal in de kamer. In deze studie is het bemonsteringspunt werd nabij het oppervlak dat wordt geschuurd gehouden. Hierdoor kan het minimaliseren van de verspreiding en sedimentatie verliezen van de aërosoldeeltjes en mocht zodra ze worden gegenereerd door de slijtage bemonsterd. De stroomsnelheid van het deeltjesvrije lucht is ook kritiek omdat het hoog genoeg om de achtergrond deeltjes hun minimale tratie moet zijn, zodat ze niet interfereren met de karakterisering van de slijtage gegenereerde deeltjes. Tijdens slijtage, de rand afgeschuinde schuurmiddel kan de slijtage van uniforme binnen zijn contact met de nanostructuur product. Als de randen niet goed zijn afgeschuind, kunnen ze ook trek het contactoppervlak. Tijdens het werken met de nanogestructureerde producten een bediener is zeer gevoelig voor zijn / haar blootstelling aan de uitgezonden nanodeeltjes. Vandaar dat enige vorm van manipulatie van de nanogestructureerde producten, zoals slijtage, moeten worden uitgevoerd binnen een carriedgesloten overeenstemming die in staat is om elke nanodeeltjes te belemmeren door te laten.

TEM analyse van de vloeibare suspensie
De hydrofiele aard van de koperen rooster is van groot belang tijdens het afzetten van waterige base druppel. Stabiliseert de druppel op het oppervlak van het net en vermindert de noodzaak van oppervlakte pre-wetting operaties. Het drogen van de geladen raster in de gesloten kamer is ook kritisch om besmetting met de omgevingstemperatuur vuildeeltjes vermijden omdat hierdoor interferentie met de TEM analyse.

De standaard slijtage inrichting is gemodificeerd door het vervangen van de reeds geïnstalleerde horizontale stalen staaf met een replica van aluminium 2024 legering en montage van een spanningsmeter op het bovenoppervlak van het gerepliceerde aluminiumlegering bar. Deze wijziging maakt het kennen van de volledige spanning staat tijdens slijtage en dus betere controle over het proces, die eerder niet mogelijk was. Voor de Micrpic analyse van aerosol deeltjes, een nieuw deeltje collectie techniek op basis van filtratie door TEM-dedicated steunen, namelijk TEM poreuze grids is werkzaam in de huidige studie door een filterhouder die speciaal ontwikkeld is voor deze toepassing.

kunstmatige Weathering
Het vermogen van een coating op verslechtering van de fysische eigenschappen veroorzaakt door blootstelling aan licht, warmte en waterdicht kan zeer significant voor vele toepassingen. De aard van de blootstelling die in dit artikel is beperkt en kan de verslechtering veroorzaakt door gelokaliseerde weerfenomenen zoals luchtvervuiling, biologische aanval, of blootstelling aan zout water niet simuleren.

Schuren en ENM Aerosols karakterisering
Een belangrijke beperking van de gepresenteerde protocol voor de ENM aërosolen kwalificatie zou een deel van deze ENM aërosolen verloren voordat ze kunnen worden gekarakteriseerd voor hun grootte enaantal. Een dergelijk verlies kan worden toegeschreven aan verschillende verschijnselen geassocieerd met de aerosoldynamiek zoals sedimentatie, diffusie, turbulentie in de luchtstroom, inertiale afzetting etc. die gelijktijdig zodra het wordt uitgezonden inwerken op een aërosoldeeltje. Dit verlies is een directe functie van de aerosol deeltjesgrootte. Dit aspect is overwogen in een aantal eerdere publicaties zoals Shandilya et al. ^31, Shandilya et al. ^33, Shandilya et al. ^34. Echter, de benadering aanmerking reactief is in deze studies dwz berekeningen werden uitgevoerd ongeveer schatten het verlies en de uiteindelijke experimentele resultaten werden gewijzigd op basis van de berekeningsresultaten.

TEM analyse van de vloeibare suspensie
De techniek die hier voor de TEM analyse van een verdunde suspensie bemonsterde vloeistof dwingt de gesuspendeerde deeltjes te hechten aan het oppervlak van het rooster door het verdampenhet totale gehalte water. Dit kan de vorming van grotere aggregaten in het raster die niet in de oorspronkelijke vloeibare suspensie zijn mogelijk. Derhalve kan deze techniek niet volledig vertegenwoordigt de morfologie van de gesuspendeerde deeltjes in de oorspronkelijke omstandigheden.

De techniek die hier gepresenteerd is gericht op het beheersen van de parameters die een belangrijke rol spelen bij de deeltjes aërosolvorming, of het nu tijdens mechanische of milieu veroudering. Bovendien richt het zich op het vinden van een duur verwering waarboven de gekozen nanocoating haar nanosafe levensduur heeft overschreden. (In het onderhavige geval, het is 4 maanden van versnelde verwering.) Dit wordt gedaan door middel van een continue bewaking van de in-process nanocoating staat wat ons toeliet om de exacte duur waarin de nanocoating begon te verslechteren merken. Dit is de eigenschap die uit eerdere wetenschappelijke studies onderscheidt zij betrekking hebben op het concept van het milieu verwering door toepassing van het op eenmonster voor een vooraf bepaalde duur zonder in-process monitoring van de lopende verwering. De gekozen in de studie hier gepresenteerde aanpak maakt het mogelijk voor het kwantitatief vergelijken van experimenteel gemeten Nanosafety drempels (dat wil zeggen, nanosafe levens) van verschillende -maar similar- nanoproducten ⁴² (onder vergelijkbare versnelde levensomstandigheden). Het is dus de eerste stap is het ontwikkelen van producten op een Nanosafety-by-design basis.

Voor de toekomst wordt een volledig preventieve benadering ontwikkeld waarbij de experimentele opstelling minimaliseert de aerosol deeltjes verloren in de werkelijke tijd en een volledige kwantitatieve studie uitgestraalde aërosoldeeltjes kan nauwkeurig.

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