Name: experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering
Uploaded: 2016-09-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering at JoVE.com

This work was carried out in the framework of the Labex SERENADE (ANR-11-LABX-0064) and the A*MIDEX Project (ANR-11-IDEX-0001-02), funded by the French Government program, Investissements d'Avenir, and managed by the French National Research Agency (ANR). We thank the French Ministry of Environment (DRC 33 and Program 190) and ANSES (Nanodata Project 2012/2/154, APR ANSES 2012) for financing the work. We are equally grateful to Olivier Aguerre-Chariol, Patrice Delalain, Morgane Dalle, Laurent Meunier, Pauline Molina, and Farid Ait-Ben-Ahmad for their cooperation and advice during the experiments.

BEMÆRK: Teknikken præsenteres i protokollen her er ikke kun begrænset til de præsenterede testprøver men kan anvendes til andre prøver også. 1. Kunstig forvitring [CEREGE Platform, Aix en Provence] <ol><li> Tag en prøve på 250 ml af det deioniserede og renset vand, der skal sprøjtes i et bæger. Fordybe spidsen af ​​vand ledningsevne meter ned i vandet. Bemærk vandet ledningsevne. Gentag processen og bemærk vandet ledningsevne hver gang. BEMÆRK: I henhold til ISO 16474 32,...

<ol>
	<li>Potocnick, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> European Commission Recommendation on the definition of nanomaterial (2011/696/EU). , (2011).</li><li>Oberdorster, G., Oberdorster, E., Oberdorster, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotoxicology:+an+emerging+discipline+evolving+from+studies+of+ultrafine+particles.">Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles.</a> Environ Health Persp. 113 (7), 823-839 (2005).</li><li>Le Bihan, O., Shandilya, N., Gheerardyn, L., Guillon, O., Dore, E., Morgeneyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+Release+of+Particles+from+a+Nanocoated+Product.">Investigation of the Release of Particles from a Nanocoated Product.</a> Adv Nanoparticles. 2 (1), 39-44 (2013).</li><li>Houdy, P., Lahmani, M., Marano, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanoethics and Nanotoxicology. , (2011).</li><li>Kulkarni, P., Baron, P. A., Willeke, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aerosol Measurement: Principle, Techniques and Applications. , (2011).</li><li>Hsu, L. Y., Chein, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+nanoparticle+emission+for+TiO2+nanopowder+coating+materials.">Evaluation of nanoparticle emission for TiO2 nanopowder coating materials.</a> J Nanopart Res. 9 (1), 157-163 (2007).</li><li>Maynard, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safe+handling+of+nanotechnology.">Safe handling of nanotechnology.</a> Nature. 444 (1), 267-269 (2006).</li><li>Shatkin, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano+risk+analysis:+advancing+the+science+for+nanomaterials+risk+management.">Nano risk analysis: advancing the science for nanomaterials risk management.</a> Risk Anal. 30 (11), 1680-1687 (2011).</li><li>G&#246;hler, D., Nogowski, A., Fiala, P., Stintz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+release+from+nanocomposites+due+to+mechanical+treatment+at+two+stages+of+the+life-cycle.">Nanoparticle release from nanocomposites due to mechanical treatment at two stages of the life-cycle.</a> Phys Conf Ser. 429, 012045 (2013).</li><li>Allen, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ageing+and+stabilisation+of+filled+polymers:+an+overview.">Ageing and stabilisation of filled polymers: an overview.</a> Polym Degrad Stabil. 61 (2), 183-199 (2004).</li><li>Allen, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+and+stabilisation+of+polymers+and+coatings:+nano+versus+pigmentary+titania+particles.">Degradation and stabilisation of polymers and coatings: nano versus pigmentary titania particles.</a> Polym Degrad Stabil. 85 (3), 927-946 (2004).</li><li>Al-Kattan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+of+TiO2+from+paints+containing+pigment-TiO2+or+nano-TiO2+by+weathering.">Release of TiO2 from paints containing pigment-TiO2 or nano-TiO2 by weathering.</a> J Environ Monitor. 15 (12), 2186-2193 (2013).</li><li>Kaegi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+TiO2+nanoparticle+emission+from+exterior+facades+into+the+aquatic+environment.">Synthetic TiO2 nanoparticle emission from exterior facades into the aquatic environment.</a> Environ Pollut. 156 (2), 233-239 (2008).</li><li>Hirth, S., Cena, L., Cox, G., Tomovic, Z., Peters, T., Wohlleben, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scenarios+and+methods+that+induce+protruding+or+released+CNTs+after+degradation+of+nanocomposite+materials.">Scenarios and methods that induce protruding or released CNTs after degradation of nanocomposite materials.</a> J Nanopart Res. 15 (2), 1504-1518 (2013).</li><li>Shandilya, N., Le Bihan, O., Morgeneyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+the+study+of+the+generation+of+(nano-)+particles+aerosols+during+the+mechanical+solicitation+of+materials.">A review on the study of the generation of (nano-) particles aerosols during the mechanical solicitation of materials.</a> J Nanomater. 2014, 289108 (2014).</li><li>Wohlleben, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+lifecycle+of+nanocomposites:+comparing+released+fragments+and+their+in+vivo+hazards+from+three+release+mechanisms+and+four+nanocomposites.">On the lifecycle of nanocomposites: comparing released fragments and their in vivo hazards from three release mechanisms and four nanocomposites.</a> Small. 7 (16), 2384-2395 (2011).</li><li>Bouillard, J. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosafety+by+design:+risks+from+nanocomposite/nano+waste+combustion.">Nanosafety by design: risks from nanocomposite/nano waste combustion.</a> J Nanopart Res. 15 (1), 1519-1529 (2013).</li><li>Ounoughene, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavior+and+fate+of+Halloysite+Nanotubes+(HNTs)+when+incinerating+PA6/HNTs+nanocomposite.">Behavior and fate of Halloysite Nanotubes (HNTs) when incinerating PA6/HNTs nanocomposite.</a> Environ Sci Technol. 49 (9), 5450-5457 (2015).</li><li>Morose, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+5+principles+of+&amp;#34;Design+for+Safer+Nanotechnology&amp;#34.">The 5 principles of &amp;#34;Design for Safer Nanotechnology&amp;#34.</a> J Clean Prod. 18 (3), 285-289 (2010).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM D4060: Standard test method for the abrasion of organic coatings by the Taber abradant. , (2007).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM D6037: Standard test methods for dry abrasion mar resistance of high gloss coatings. , (1996).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM D1044: Standard test method for resistance of transparent plastics to surface abrasion. , (2008).</li><li>Golanski, L., Guiot, A., Pras, M., Malarde, M., Tardif, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release-ability+of+nano+fillers+from+different+nanomaterials+(toward+the+acceptability+of+nanoproduct).">Release-ability of nano fillers from different nanomaterials (toward the acceptability of nanoproduct).</a> J Nanopart Res. 14 (1), 962-970 (2012).</li><li>Vorbau, M., Hillemann, L., Stintz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+the+characterization+of+the+abrasion+induced+nanoparticle+release+into+air+from+surface+coatings.">Method for the characterization of the abrasion induced nanoparticle release into air from surface coatings.</a> J Aerosol Sci. 40 (3), 209-217 (2009).</li><li>Hassan, M. M., Dylla, H., Mohammad, L. N., Rupnow, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+durability+of+titanium+dioxide+photocatalyst+coating+for+concrete+pavement.">Evaluation of the durability of titanium dioxide photocatalyst coating for concrete pavement.</a> Constr Build Mater. 24 (8), 1456-1461 (2010).</li><li>Morgeneyer, M., Shandilya, N., Chen, Y. M., Le Bihan, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+modified+Taber+abrasion+apparatus+for+investigating+the+complete+stress+state+during+abrasion+and+in-process+wear+particle+aerosol+generation.">Use of a modified Taber abrasion apparatus for investigating the complete stress state during abrasion and in-process wear particle aerosol generation.</a> Chem Eng Res Des. 93 (1), 251-256 (2015).</li><li>Morgeneyer, M., Le Bihan, O., Ustache, A., Aguerre Chariol, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+aerosolization+of+fine+alumina+particles+from+bulk+by+a+vortex+shaker.">Experimental study of the aerosolization of fine alumina particles from bulk by a vortex shaker.</a> Powder Technol. 246 (1), 583-589 (2013).</li><li>Le Bihan, O., Morgeneyer, M., Shandilya, N., Aguerre Chariol, O., Bressot, C., Vogel, U., Savolainen, K., Wu, Q., Van Tongeren, M., Brouwer, D., Berges, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+7.">Chapter 7.</a> Handbook of Nanosafety: Measurement, Exposure and Toxicology. , (2014).</li><li>G&#246;hler, D., Stintz, M., Hillemann, L., Vorbau, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+nanoparticle+release+from+surface+coatings+by+the+simulation+of+a+sanding+process.">Characterization of nanoparticle release from surface coatings by the simulation of a sanding process.</a> Ann Occup Hyg. 54 (6), 615-624 (2010).</li><li>R'mili, B., Le Bihan, O., Dutouquet, C., Aguerre Charriol, O., Frejafon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sampling+by+TEM+grid+filtration.">Sampling by TEM grid filtration.</a> Aerosol Sci Tech. 47 (7), 767-775 (2013).</li><li>Shandilya, N., Le Bihan, O., Bressot, C., Morgeneyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emission+of+Titanium+Dioxide+Nanoparticles+from+Building+Materials+to+the+Environment+by+Wear+and+Weather.">Emission of Titanium Dioxide Nanoparticles from Building Materials to the Environment by Wear and Weather.</a> Environ Sci Technol. 49 (4), 2163-2170 (2015).</li><li>AFNOR. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ISO 16474-1: Paints and varnishes &#8722; Methods of exposure to laboratory light sources &#8722; Part 1: General guidance. , (2012).</li><li>Shandilya, N., Le Bihan, O., Bressot, C., Morgeneyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+particle+aerosolization+from+n-TiO2+photocatalytic+nanocoatings+under+abrasion.">Evaluation of the particle aerosolization from n-TiO2 photocatalytic nanocoatings under abrasion.</a> J Nanomater. 2014, 185080 (2014).</li><li>Shandilya, N., Le Bihan, O., Morgeneyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+Normal+Load+on+the+release+of+aerosol+wear+particles+during+abrasion.">Effect of the Normal Load on the release of aerosol wear particles during abrasion.</a> Tribol Lett. 55 (2), 227-234 (2014).</li><li>White, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+rise+in+powders.">Capillary rise in powders.</a> J Colloid Interf Sci. 90 (2), 536-538 (1982).</li><li>Dufresne, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+and+fracture+in+drying+nanoparticle+suspensions.">Flow and fracture in drying nanoparticle suspensions.</a> Phys Rev Lett. 91, 224501 (2003).</li><li>Hare, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+degradation+of+coatings+by+ultraviolet+light+and+electromagnetic+radiation.">The degradation of coatings by ultraviolet light and electromagnetic radiation.</a> JPCL. , (1992).</li><li>Tirumkudulu, M. S., Russel, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cracking+in+drying+latex+films.">Cracking in drying latex films.</a> Langmuir. 21 (11), 4938-4948 (2005).</li><li>Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+development+to+model+aerosol+emission+from+solid+surfaces+subjected+to+mechanical+stresses:+I.+Development+and+results.">First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: I. Development and results.</a> J Aerosol Sci. 89, 43-57 (2015).</li><li>Shandilya, N., Morgeneyer, M., Le Bihan, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+development+to+model+aerosol+emission+from+solid+surfaces+subjected+to+mechanical+stresses:+II.+Experiment-Theory+comparison,+simulation+and+sensibility+analysis.">First development to model aerosol emission from solid surfaces subjected to mechanical stresses: II. Experiment-Theory comparison, simulation and sensibility analysis.</a> J Aerosol Sci. 89, 1-17 (2015).</li><li>Bressot, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+release+of+engineered+nanomaterials+from+commercial+tiles+under+standardized+abrasion+conditions.">Environmental release of engineered nanomaterials from commercial tiles under standardized abrasion conditions.</a> J Hazardous Materials. , (2016).</li></ol>

I denne artikel, er en eksperimentel undersøgelse af Nanosafety-by-design af kommercielle nanostrukturerede produkter præsenteres. Nanosafety-by-design af et produkt kan studeres i form af dens PNC og PSD, når den udsættes for mekaniske påvirkninger og miljømæssig forvitring. De produkter valgt til undersøgelsen, er aluminium-silikat mursten forstærket med TiO 2 nanopartikler, glasur CEO 2 nanopartikler og fotokatalytiske nanocoatings med TiO 2 nanopartikler. Disse produkter er ...

Med en hurtig modenhed i nanoteknologi, er dens avancement drevet af hurtig kommercialisering af produkter, der indeholder konstruerede nanomaterialer (ENM) med bemærkelsesværdige egenskaber. Som beskrevet af Potocnick 1 i artiklen 18 (5), i forordning 1169/2011, udstedt af Europa-Kommissionen, ENM kan defineres som &quot;ethvert bevidst fremstillet materiale, der indeholder partikler, i ubundet tilstand eller som et aggregat eller som et agglomerat og hvor mindst 50% eller mere af partiklerne i antallet størrelsesfordeling i en eller flere eksterne dimensioner ligger i størrelsesintervallet 1 nm til 100 nm &quot;. Desuden produkter, der indeholder ENM, enten i deres solide bulk eller på deres faste overflader eller i deres flydende suspensioner, kan betegnes som Nanostrukturerede produkter. Forskellige typer af ENM med forskellige formuleringer og functionalizations anvendes i sådanne produkter i henhold til arten af ​​ansøgningen og budgettet. Produkterne kan være i form af coatiNGS, maling, fliser, hus mursten, beton e osv. For så vidt angår forskning angår, kan man også finde enormt antal publikationer om de nyskabelser, der er blevet udført under anvendelse af nanoteknologi. På trods af denne enorme forskning, de tiltalende træk ved ENM er under sonde til potentielle sundheds- eller miljømæssige farer på grund af deres tendens til at blive frigivet eller udsendes i luften i form af aerosoler under brug eller forarbejdning af nanostrukturer produkter (f.eks Oberdorster et al . 2, Le Bihan et al. 3 og Houdy et al. 4). Kulkarni et al. 5 definerer en aerosol som suspensionen af faste eller flydende partikler i den gasformige medium. Hsu og Chein 6 har vist, at under brug eller forarbejdning af et nanostruktureret produkt, er en nanostruktureret produkt udsat for forskellige mekaniske påvirkninger og miljømæssige vejrlig, som letter en sådanudledning. Ifølge Maynard 7, ved udsættelse kan disse aerosoler af ENM interagerer med menneskelige organisme gennem indånding eller dermal kontakt og få deponeret inde i kroppen, som dermed kan forårsage forskellige skadelige virkninger, herunder kræftfremkaldende dem. Således er en grundig forståelse af ENM emission fænomen er af afgørende betydning i betragtning af den enestående brug af nanostrukturerede produkter, som nævnt af Shatkin et al. 8. Det kan ikke kun hjælpe med at undgå uforudsete sundhedsrelaterede komplikationer som følge af deres eksponering, men også tilskynde offentlighedens tillid til nanoteknologi. Ikke desto mindre har eksponeringen relateret problem nu begyndt at få opmærksomhed i forskerverdenen og er for nylig blevet understreget af diverse forskningsenheder i hele verden (f.eks Hsu og Chein 6, Göhler et al. 9, Allen et al. <sup&gt; 10, Allen et al. 11, Al-Kattan et al. 12, Kaegi et al. 13, Hirth et al. 14, Shandilya et al. 15, 31, 33, Wohlleben et al. 16, Bouillard et al. 17, Ounoughene et al. 18). I betragtning af omfanget indsættelse af nanostrukturerede produkter store i de kommercielle markeder, vil den mest effektive metode til at løse problemet være en forebyggende én. I en sådan fremgangsmåde, er et produkt designet på en sådan måde, at det er &quot;nanosafe-by-design&quot; eller &quot;Design for sikrere Nanoteknologi&quot; (Morose 19) dvs. lav Emissive. Med andre ord, det maksimerer deres fordele problemløsning under dets brug, mens udsender et minimum af aerosoler i miljøet. For at teste Nanosafety-by-design under brugen fase af et nanostruktureret produkt, forfatterne præsenterer en passende eksperimentel metodeat gøre det i denne artikel. Denne metodologi består af to typer af opfordringer: (i) mekaniske og (ii) miljømæssige som har til formål at simulere virkelige liv belastninger, som den nanostrukturerede produkt, et murværk mursten, udsættes for under dens brug fase. (I) En lineær slid apparat, som simulerer den mekaniske opfordring. Dens oprindelige og kommerciel form, som vist i figur 1A, er refereret i talrige internationalt anerkendte prøvningsstandarder som ASTM D4060 20, ASTM D6037 21 og ASTM D1044 22. Ifølge Golański et al. 23, på grund af sin robuste og brugervenlige design, er dens oprindelige form allerede anvendes bredt i industrien til at analysere effektiviteten af produkter som maling, belægning, metal, papir, tekstil, osv Stress bliver påføres gennem dette apparat svarer til den typiske ene anvendes i en national ramme, for eksempel, gå medsko og fordrivelse af forskellige objekter i en husstand (Vorbau et al. 24 og Hassan et al. 25). I figur 1A, en vandret forskydning bar bevæger standard abradant i en frem og tilbage bevægelse over prøveoverfladen. Den abrasionsslitage forekommer ved kontaktfladen på grund af friktionen ved kontaktfladen. Størrelsen af abrasionsslitage kan varieres ved at variere normal belastning (F N), der virker på toppen af abradant. Ved at ændre typen af ​​abradant og normal belastning, kan man variere abrasiveness og dermed den mekaniske belastning. Morgeneyer et al. 26 har påpeget, at stress tensor skal måles under slid er sammensat af normale og tangentielle komponenter. Den normale stress er det direkte resultat af den normale belastning, dvs af F N mens den tangentielle stress er resultatet af the tangentielt virkende friktion proces, målt som kraft (F T) og den virker parallelt eller anti-parallelt med den retning, i hvilken slid finder sted. I den oprindelige form af denne slid apparat, kan man ikke bestemme F T. Derfor kan ikke fuldstændigt bestemmes rolle mekaniske spændinger under aerosolisering af ENM. At udrydde denne begrænsning, som beskrevet i detaljer ved Morgeneyer et al. 26, har vi (a) modificeret det ved at erstatte allerede installeret vandrette stålstang med en replika i aluminium 2024 legering og (b) er monteret en strain gauge på topoverfladen af denne replikeret aluminiumslegering bar. Dette er vist i figur 1B. Denne strain gauge har 1,5 mm aktiv måling gitter længde og 5,7 mm til måling gitter bærer længde. Den er fremstillet af en konstartantraad folie af 3,8 um tykkelse og 1,95 ± 1,5% af gauge faktor.En korrekt måling af de mekaniske spændinger, sikres gennem en dynamisk strain gauge forstærker, som er forbundet i serie med strain gauge, hvilket således muliggør en pålidelig måling af stammen produceres i måleren. De overførte via forstærker data er erhvervet ved hjælp af datafangst software. <img alt="figur 1" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig1.jpg" /> Figur 1. Slid Apparatur og Strain Gauge. Den kommercielle standard form Taber slid apparatet (A) med slid hastighed, varighed og slagtilfælde længde kontrol. Den oprindeligt monteret stål bar blev erstattet af en aluminium bar og blev yderligere udstyret med en strain gauge (B) til at måle den tangentielle kraft (F T). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig1large.jpg" target="_blank">klik her for at se en større version af dette tal.</a> i <s<html> Trong&gt; Figur 2, er den komplette eksperimentelle viste opstilling, hvor det ændrede Taber slid apparat er placeret under overensstemmelse en nanosecured arbejde indlæg. En partikelfri luft konstant cirkulerer inde dette arbejde stilling ved en strømningshastighed på 31.000 l / min. Det har et partikelfilter effektivitet 99,99% og er allerede blevet ansat af Morgeneyer et al. 27 i forskellige nanopartikler &#39;Støvethed tests. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig2.jpg" /> Figur 2. Eksperimentel Set-up (Shandilya et al. 31). En nanosecured arbejde mulighed for at udføre de slid tests og real tid karakterisering (både kvalitativt og quantitavive) af de genererede aerosol partikler. En lille del af den partikelfri luft passerer gennem en spalte inde emission kammer for at eliminere baggrunden partikler nummer koncentration.pload / 53.496 / 53496fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klik her for at se en større version af dette tal. Motoren af slid apparatet holdes udenfor og dens lineært glidende del holdes inde i en selv-designet emission test kammer, med dimensioner, 0,5 m × 0,3 m × 0,6 m, (detaljer i Le Bihan et al. 28). Det hjælper med at forhindre slid apparater &#39;motor emissioner fra at blande sig i testresultaterne. Prøveudtagningen af de genererede aerosolpartikler sker inde i nærhed af en radial symmetrisk hætte (volumen af 713 cm 3). Ved anvendelse af en sådan hætte, kan aerosolpartiklerne tab på grund af deres aflejring på overfladerne minimeres. Den anden fordel omfatter forøgelse af aerosol-partikler nummer koncentration på grund af en relativt lavere volumen af ​​hætte med hensyn til emission test kammer. Takket være denne opsætning, et tidstro karakterisering og analyse af partiklen aerosols blive frembragt under abrasionsslitage kan gøres eksperimentelt i form af deres antal koncentrationer, størrelsesfordelinger, elementære sammensætninger og former. Ifølge Kulkarni et al. 5, antallet koncentrationen af ENM aerosoler partikler kan defineres som &quot;det antal ENM stede i enhed kubikcentimeter luft&quot;. Tilsvarende størrelsesfordelingen af ​​ENM aerosoler er &quot;forholdet udtrykker mængden af ​​en ENM ejendom (normalt antal og massekoncentrationer) i forbindelse med partikler i en given størrelse rækkevidde&quot;. En partikel Counter (målbar størrelse område: 4 nm til 3 um) måler aerosol partikler nummer koncentration (PNC). De partikel sizers (målbar størrelse: 15 nm - 20 pm) måle partikelstørrelsesfordelingen (PSD). En aerosolpartiklerne sampler (beskrevet i detaljer ved R&#39;mili et al. <sup&gt; 30) anvendes til indsamling partikel gennem filtrering teknik på et porøst kobber mesh gitter, som kan anvendes senere i Transmission Electron Microscope (TEM) for forskellige kvalitative analyser af de frigivne partikler. (ii) Den miljømæssige opfordring kan simuleres gennem accelereret kunstig forvitring i en forvitring kammer, vist i figur 3. Som det fremgår af Shandilya et al. 31, forvitring betingelser kan holdes i overensstemmelse med de internationale standarder, eller tilpasses afhængigt af type simulering. UV eksponering sker via xenonbuelampe (300-400 nm), installeret med en optisk stråling filter. Virkningen af ​​regn simuleres ved sprøjtning deioniseret og oprenset vand på dem. Et reservoir er placeret under prøverne til opsamling af overfladevand. De indsamlede vand eller perkolat kan bruges senere til at udføre ENM udvaskning analyse. <imgalt = &quot;Figur 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53.496 / 53496fig3.jpg&quot; /&gt; Figur 3. Weathering Afdeling. Den kommercielle form Suntest XLS + forvitring kammer indeholder en rustfri stål hætte indeni, som de nanocoated prøverne er placeret. Vandtanken er placeret under motorhjelmen, som er kilden til det vand, der skal sprøjtes ind i hætten. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig3large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="600">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Photocal Masonry</td>
			<td style="width:99px;">Nanofrance Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Test sample</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Masonry brick (ref. 901796)</td>
			<td style="width:99px;">Castorama</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Support for test sample</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Optical microscope (model Imager.M1m)</td>
			<td style="width:99px;">Carl Zeiss 
			MicroImaging GmbH</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For microcopic analysis</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Energy-dispersion spectroscope (model X-max)</td>
			<td style="width:99px;">Oxford Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For elemental composition analysis</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Transmission Electron 
			Microscope (model CM12)</td>
			<td style="width:99px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For microcopic analysis</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Weathering chamber (model Suntest XLS+)</td>
			<td style="width:99px;">Atlas</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For accelerated artificial weathering</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Xenon arc lamp (model NXE 1700)</td>
			<td style="width:99px;">Ametek SAS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>UV rays source</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Inductively Coupled Plasma Mass spectrometer (model 7500cx)</td>
			<td style="width:99px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For leachate 
			water samples analysis</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Taber linear abraser (model 5750)</td>
			<td style="width:99px;">Taber Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For abrasion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Taber H38 abradant</td>
			<td style="width:99px;">Taber Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For abrasion</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Condensation Particle Counter 3775</td>
			<td style="width:99px;">TSI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For counting number concentration of aerosol particles</td>
		</tr>
		<tr height="50">
			<td height="50" style="height:50px;width:216px;">Aerodynamic Particle Sizer 3321</td>
			<td style="width:99px;">TSI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For measuring the size of aerosol particles&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Differential Mobility Analyzer 3081</td>
			<td style="width:99px;">TSI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For measuring the size of aerosol particles&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mini Particle Sampler</td>
			<td style="width:99px;">Ecomesure</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For sampling the aerosol particles</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Gilian LFS-113 Low Flow Personal Air Sampling Pump</td>
			<td style="width:99px;">Sensidyne</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">For sampling the aerosol particles</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering, which is a fundamental element to the approach of nanosafety-by-design of nanostructured products for their durable development. This approach is basically a preemptive one in which the focus is put on minimizing the emission of engineered nanomaterials' aerosols during the usage phase of the product's life cycle. This can be attained by altering its material properties during its design phase without compromising with any of its added benefits. In this article, an experimental protocol is presented to investigate the nanosafety-by-design of three commercial nanostructured products with respect to their mechanical solicitation and environmental weathering. The means chosen for applying the mechanical solicitation is an abrasion process and for the environmental weathering, it is an accelerated UV exposure in the presence of humidity and heat. The eventual emission of engineered nanomaterials is studied in terms of their number concentration, size distribution, morphology and chemical composition. The purpose of the protocol is to study the emission for test samples and experimental conditions which are corresponding to real life situations. It was found that the application of the mechanical stresses alone emits the engineered nanomaterials' aerosols in which the engineered nanomaterial is always embedded inside the product matrix, thus, a representative product element. In such a case, the emitted aerosols comprise of both nanoparticles as well as microparticles. But if the mechanical stresses are coupled with the environmental weathering, the experimental protocol reveals then the eventual deterioration of the product, after a certain weathering duration, may lead to the emission of the free engineered nanomaterial aerosols too.

testprøver Protokollerne præsenteret i artiklen blev påført på tre forskellige kommercielle nanostrukturerede produkter. Fokus er lagt her på detaljerne i den eksperimentelle tilgang: (a) aluminiumsilicat mursten forstærket med TiO 2 nanopartikler, (11 cm x 5 cm x 2 cm). Det finder sin hyppige anvendelse i konstruktion af facader, husvægge, vægfliser, fortove osv Dets materialeegenskaber sammen med et scanningselektronmikroskop ...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering at JoVE.com

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

I denne artikel, til en forsøgsprotokol undersøge partikel aerosolisering af et produkt under slid og under miljømæssige forvitring præsenteres. Resultater på udledning af industrielt fremstillede nanomaterialer, i form af aerosoler præsenteres. Den specifikke eksperimentelle opstilling er beskrevet i detaljer.

Eksperimentel protokol til Undersøge Partikel aerosolisering af et produkt under Slid og Under Environmental Weathering

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

Måling Materiale Mikrostruktur Under Flow Brug 1-2 Plane Flow-Small Angle neutronspredning

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance at Giga-Pascal Pressures: A New Tool for Probing Electronic and Chemical Properties of Condensed Matter under Extreme Conditions

High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance på Giga-Pascal tryk: et nyt værktøj til Sondering Elektronisk og kemiske egenskaber af kondenserede stoffer under ekstreme forhold

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their ...

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

En Test Platform for holdbarhed Studier af Polymers og fiber-forstærket Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mekaniske stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Udvikling af en forsøgsopstilling til måling af Restitutionskoefficienten under vakuum

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Brug synkrotronstråling Microtomography at undersøge Multi-skala Tre-dimensionelle Mikroelektroniske pakker

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

Tre-dimensionel Particle Tracking Velocimetri for Turbulens Applications: Sagen om en Jet Flow

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

In situ Visualisering af fase Behavior af olieprøver Under raffinaderierne til raffinering Betingelser

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

A Novel Biaksial Test Apparat til bestemmelse af Forming Limit under stempling Betingelser

The hot stamping and cold die quenching process is increasingly used to form complex shaped structural components of sheet metals. Conventional ...

Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures

Eksperimentel protokol til at bestemme chlorid tærskelværdien for korrosion i prøver udtaget af jernbeton strukturer

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these ...

Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Målinger af bølger i en vind-bølge Tank Under konstant og tidsvarierende vind tvinger

This manuscript describes an experimental procedure that allows obtaining diverse quantitative information on temporal and spatial evolution of water ...