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.

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] <ol><li> 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</...

<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>

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 nanodeeltje...

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 &quot;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 &quot;. 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. <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). 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 &quot;nanosafe-by-design &#39;of&#39; Design for veiliger Nanotechnology&quot; (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. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig1.jpg" /> 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. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig1large.jpg" target="_blank">klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> In de <s<html> Trong&gt; 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 &#39;. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig2.jpg" /> 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 &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; 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 &quot;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 &quot;het aantal ENM aan unit kubieke centimeter lucht&quot;. Ook de grootteverdeling van ENM aërosolen is &quot;de verhouding uitdrukt van de hoeveelheid van een ENM (doorgaans aantal en massaconcentraties) geassocieerd met deeltjes in een bepaald groottebereik&quot;. 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&#39;mili et al. <sup&gt; 30) wordt gebruikt voor het deeltje verzamelen door filtreren techniek op een poreuze koperen rooster die later kan worden gebruikt Transmission Electron Microscope (TEM) van verschillende kwalitatieve analyse van de vrijgemaakte deeltjes. (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. <imgalt = &quot;Figuur 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53496 / 53496fig3.jpg&quot; /&gt; 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. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</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.

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 rasterel...

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

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.

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

Meten Materiaal microstructuur Onder Flow Met behulp van 1-2 Plane Flow-Lage hoek neutronenverstrooiing

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 Nucleaire Magnetische Resonantie bij Giga-Pascal Drukken: een nieuw instrument voor Onderzoek naar elektronische en chemische eigenschappen van de gecondenseerde materie onder extreme omstandigheden

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

Een Testen Platform Duurzaamheid Studies van Polymeren en vezelversterkte Polymer Composites onder Concurrent Hygrothermo-mechanische 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

Ontwikkeling van een experimentele opstelling voor het meten van de Coëfficiënt van Restitutie onder vacuüm

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

Met behulp van Synchrotron Radiation Microtomografie Multi-scale Driedimensionale Microelectronic pakketten Onderzoek

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

Driedimensionale Particle Tracking Velocimetry voor Turbulence Applications: Case van een 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 Visualisatie van het fasegedrag van Oil Monsters Under raffinageproces Voorwaarden

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 Biaxial testapparatuur voor de bepaling van vormingsgrens onder stampen Voorwaarden

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

Experimentele Protocol bij het bepalen van de Chloride-drempelwaarde voor corrosie bij monsters uit gewapend beton-structuren

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

Metingen van golven in de Tank van een Wind-Golf onder gestage en tijd tegenover wisselende Wind dwingen

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