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.

הערה: הטכניקה מוצגת לפרוטוקול כאן אינה מוגבלת רק על דגימות הבדיקה הציגו אבל יכולה לשמש דוגמאות אחרות גם כן. 1. מלאכותית בליה [פלטפורמת CEREGE, אקס און פרובאנס] <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח מדגם 250 מיליליטר של מים ללא יונים ?...

<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>

במאמר הנוכחי, חקירה ניסויית של nanosafety-ידי עיצוב של מוצרי nanostructured מסחריים מוצגת. Nanosafety-ידי עיצוב של כל מוצר ניתן ללמוד מבחינת PNC שלה PSD כאשר הוא נתון ללחצים מכאניים בליה סביבתית. המוצרים שנבחרו למחקר הם alumino סיליקט לבנים מחוזקים עם חלקיקי 2 Tio, זיגוג עם חלקיקי מנכ&quot;...

עם בגרה מהירה ננוטכנולוגיה, בקידומו הוא מונע על ידי מסחור מהיר של מוצרים המכילים ננו Engineered (ENM) עם תכונות מדהימות. כפי שתואר על ידי Potocnick 1 במאמר 18 (5) של תקנה 1169/2011, שהונפקו על ידי הנציבות האירופית, ENM יכולה להיות מוגדרת כ &quot;וכל חומר המיוצר בכוונה, המכיל חלקיקים, במצב מאוגד או כמצבור או כקובץ מצבר והיכן, עבור 50% או יותר של חלקיקי התפלגות גודל המספר, אחד או יותר ממדים חיצוניים נמצאים ננומטר גודל הטווח -1 עד 100 ננומטר &quot;. יתר על כן, המוצרים המכילים ENM, גם בכמויות הגדולות המוצקות שלהם או על המשטחים המוצקים שלהם או ההשעיות הנוזליות שלהם, ניתן לכנות כמוצרים Nanostructured. סוגים שונים של ENM עם פורמולציות functionalizations שונים משמשים במוצרים כגון בהתאם לאופי של יישום ותקציב. את המוצרים ניתן להיות בצורה של הקואטיNGS, צבעים, אריחים, לבני בית, בטון דואר וכו. ככל שהמחקר הוא מודאג, ניתן גם למצוא מספר עצום של פרסומים על החידושים הושגו באמצעות ננוטכנולוגיה. למרות המחקר העצום הזה, את התכונות המפתות של ENM נמצאות תחת בדיקה עבור בריאותי או סכנות סביבתיות בשל נטייתם להשתחרר או נפלטים אוויר בצורה אירוסולים במהלך השימוש או העיבוד של מוצרי ננו (למשל Oberdorster ואח . 2, Le ביחאן et al. 3 ו Houdy et al. 4). קולקרני et al. 5 מגדיר בתרסיסים כמו ההשעיה של חלקיקים מוצקים או נוזלים במדיום הגזים. הסה חן 6 הוכיחו כי במהלך השימוש או העיבוד של מוצר nanostructured, מוצר nanostructured הוא נתון ללחצים מכאניים שונים בליה סביבתית המאפשרים כזהפְּלִיטָה. לדברי מיינרד 7, בחשיפה, אירוסולים אלה של ENM עלול ליצור אינטראקציה עם האורגניזם האנושי באמצעות אנשי הקשר משאיפת או עורי לקבל שהופקדו בתוך הגוף אשר כתוצאה מכך עלול לגרום השפעות מזיקות שונים, כולל אלה מסרטנים. לפיכך, הבנה מעמיקה של תופעת פליטת ENM הוא בעל חשיבות עליונה בהתחשב שימוש חסר תקדים של מוצרים nanostructured, כפי שהוזכר על ידי Shatkin et al. 8. זה לא יכול לעזור רק הימנעות סיבוכים הקשורים לבריאות צפויה הנובעים מהחשיפה שלהם אלא גם בעידוד אמון ציבור ננוטכנולוגיה. אף על פי כן, את הבעיה הקשורה לחשיפה החלה חברה מקבלת תשומת לב על ידי קהילת המחקר כבר מסומן לאחרונה על ידי יחידות מחקר שונות ברחבי העולם (למשל, הסה חן 6, Göhler et al. 9, Allen et al. <sup&gt; 10, אלן et al. 11, אל-Kattan et al. 12, Kaegi et al. 13, קיבלה אחרי שנולדה et al. 14, Shandilya et al. 15, 31, 33, Wohlleben et al. 16, Bouillard et al. 17, Ounoughene et al. 18). בהתחשב הפריסה בקנה מידה הגדולה של מוצרי nanostructured בשווקים המסחריים, הגישה היעילה ביותר כדי להתמודד עם הבעיה תהיה אחד מנע. בגישה כזו, מוצר מעוצב בצורה כזאת שזה &quot;nanosafe-ידי-עיצוב&quot; או &quot;עיצוב לננוטכנולוגיה בטוחה&quot; (חמוץ-סבר 19) כלומר, emissive נמוך. במילים אחרות, זה מגדיל את היתרונות שלהם בפתרון בעיות במהלך השימוש בו בזמן שהם פולטים כמות מינימלית של אירוסולים לסביבה. כדי לבדוק את nanosafety-ידי עיצוב בשלב השימוש של מוצר nanostructured, המחברים מציגים מתודולוגיה ניסויית המתאיםכדי לעשות זאת במאמר הנוכחי. מתודולוגיה זו מורכבת משני סוגים של לפניות: (i) מכאני (ii) סביבתי אשר מכוון לדמות את החיים האמיתיים מדגיש שאליו מוצר nanostructured, לבנה ובנייה, הוא נתון במהלך שלב השימוש בו. (ט) מנגנון שחיקה ליניארי המדמה שידול מכני. טופס המקורי ומסחרי, כפי שמוצג באיור 1 א &#39;, נזכר תקני בדיקה רב להכרה בינלאומית כמו ASTM D4060 20, ASTM D6037 21 ו ASTM D1044 22. לדברי Golanski et al. 23, בשל עיצובו חזק וידידותי למשתמש, בצורתו המקורית כבר נמצאה בשימוש נרחב בתעשיות לניתוח הביצועים של מוצרים כמו צבע, ציפוי, מתכת, נייר, טקסטיל וכו &#39;הלחץ להיות מיושם באמצעות מנגנון זה תואם את אחד טיפוסי יישום במצבים מקומיים, למשל, הליכה עםנעליים ותזוזה של חפצים שונים במשק בית (Vorbau et al. 24 וחסן et al. 25). באיור 1 א &#39;, בר לעקירתם אופקית מעביר את abradant הסטנדרטי הלוך ושוב תנועה על פני השטח המדגם. שחיקת שחיקה מתרחשת על פני שטח המגע בשל החיכוך בעת המגע. סדר הגודל של ללבוש שחיקה ניתן לשנות על ידי שינוי העומס הרגיל (F N) הפועל בחלק העליון של abradant. על ידי שינוי סוג של ערך עומס abradant ונורמלי, ניתן לגוון את abrasiveness ומכאן הלחץ המכני. Morgeneyer et al. 26 הצביעו כי טנזור המאמץ כדי להימדד במהלך שחיקה מורכב מרכיבים נורמלים משיקים. הלחץ הנורמלי הוא התוצאה הישירה של העומס הרגיל, כלומר, של F N ואילו המתח המשיק הוא התוצאה של הדואר בעקיפין מתנהג תהליך החיכוך, כפי שהיא נמדדת בכוח (F T) והיא פועלת במקביל או אנטי במקביל לכיוון שבו שחיקה מתרחש. בטופס המקורי של מנגנון שחיקה זו, אי אפשר לקבוע F T. לכן תפקידו של המכנים מדגישים במהלך aerosolization של ENM לא ניתן לקבוע לחלוטין. כדי למגר מגבלה זו, כמתואר מפורט לפי Morgeneyer et al. 26, יש לנו (א) לשנות אותו על ידי החלפת מוט פלדה אופקית כבר מותקן על ידי העתק מסגסוגת אלומיניום 2024 ו- (ב) רכוב מד לחץ על המשטח העליון של בר סגסוגת אלומיניום משוכפל זה. זה מוצג באיור 1B. יש מד לחץ זה 1.5 מ&quot;מ באורך רשת מדידה פעיל ו -5.7 מ&quot;מ של מדידת אורך המוביל לרשת. הוא עשוי רדיד constantan שיש 3.8 מיקרומטר של עובי 1.95 ± 1.5% של גורם מד.מדידה נכונה של מכני המדגיש הם הבטיחו דרך מגבר מד לחץ דינמי אשר מחובר בסדרה על מד הלחץ, ובכך מאפשר מדידה אמינה של הזן המיוצר המד. הנתונים מועברים באמצעות מגבר נרכש באמצעות תוכנת רכישת נתונים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig1.jpg" /> איור 1. Apparatus שחיקה טען תאים. הטופס הסטנדרטי המסחרי של מנגנון שחיקה Taber (א) עם מהירות שחיקה, משך ואורך שבץ שולט. בר הפלדה הרכוב במקור הוחלף בר אלומיניום היה מצויד נוסף עם מד לחץ (ב) כדי למדוד את הכח המשיק (F T). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig1large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> ב <s<html> טרונג&gt; איור 2, ניסוי ההגדרה המלאה מוצגת שם שונה זה מנגנון שחיקה Taber מושם תחת קונפורמיות של פוסט עבודה nanosecured. אווירת חלקיק חופשי זורמת כל זמן בתוך פוסט עבודה זו בקצב זרימה של 31,000 ליטר / דקה. יש לו יעילות מסנן חלקיקים של 99.99% ו כבר מועסק בהצלחה על ידי Morgeneyer et al. 27 בבדיקות אבק &#39;חלקיקים שונים. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig2.jpg" /> איור 2. ניסיוני Set-up (Shandilya et al. 31). מתקן עבודה nanosecured לבצע את בדיקות שחיקה ואפיון בזמן אמת (הן איכותית quantitavive) של חלקיקים, שנוצר. חלק קטן מן אוויר החלקיק חופשי עובר דרך חריץ בתוך חדר הפליטה לחסל הרקע שלה חלקיקי ריכוז מספר.&quot;Target =&quot; pload / 53,496 / 53496fig2large.jpg _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. המנוע של המנגנון שחיקה נשמר מחוץ ובגין חלקיו הזזה באופן ליניארי נשמר בתוך חדר בדיקת פליטה נועד עצמית, עם ממדים, 0.5 מ &#39;× 0.3 מ&#39; × 0.6 מ &#39;, (פרטי Le ביחאן et al. 28). זה עוזר במניעת פליטת המנוע &#39;מנגנון שחיקה מלהתערב תוצאות הבדיקה. הדגימה של חלקיקים, שנוצר נעשית בתוך הקרבה של ברדס סימטרי רדיאלי (נפח של 713 ס&quot;מ 3). על ידי העסקת ברדס כזה, ההפסדים חלקיקי אירוסול בשל בתצהיר שלהם על משטחים ניתן למזער. היתרון השני כולל גם מעלייה בריכוז מספר חלקיקי אירוסול בשל נפח יחסית נמוך של מכסה המנוע ביחס לתא בדיקת פליטה. הודות לכך להגדיר, אפיון בזמן אמת וניתוח של אירוסול החלקיקיםמתחיל להיות שנוצר במהלך ללבוש שחיקה יכול להיעשות באופן ניסיוני מבחינת ריכוזי מספרם, הפצות גודל, קומפוזיציות וצורות יסודות. לדברי קולקרני et al. 5, ריכוז מספר ENM אירוסולים חלקיקים יכולים להיות מוגדרים כ &quot;מספר נוכחי ENM ב סנטימטר מעוקב יחידת האוויר&quot;. בדומה לכך, חלוקת גודל של אירוסולים ENM הוא &quot;היחסים המבטא את כמות נכס ENM (בדרך כלל בריכוזים מספר ומסה) הקשורים חלקיקים במגוון בגודל נתון&quot;. מונה חלקיקים (טווח גודל מדיד: 4 ננומטר ל -3 מיקרומטר) מודד את תרסיס חלקיקי ריכוז מספר (מל&quot;פ). Sizers החלקיקים (טווח גודל מדיד: 15 ננומטר - 20 מיקרומטר) למדוד את התפלגות גודל החלקיקים (PSD). סמפלר חלקיקי אירוסול (תיאר בפרטים על ידי אל R&#39;mili et. <sup&gt; 30) משמש לאיסוף החלקיקים באמצעות טכניקת סינון על רשת רשת נחושת נקבובית אשר ניתן להשתמש בם מאוחר יותר הילוכי אלקטרונים מיקרוסקופים (TEM) עבור ניתוחים איכותיים שונים של החלקיקים שוחררו. (ii) השידול הסביבתי ניתן לדמות באמצעות בליה מלאכותית מואצת בתא בליה, שמוצגת באיור 3. כפי שמוצג על ידי Shandilya et al. 31, תנאי הבליה יכולים להישמר בהתאם לסטנדרטים הבינלאומיים או להיות מותאמים אישית בהתאם סוג של סימולציה. חשיפת UV מסופקת באמצעות מנורת קשת קסנון (300 - 400 ננומטר) מותקנת עם מסנן קרינה אופטי. הפעולה של גשם היא מדומה על ידי ריסוס ללא יונים ומים מטוהרים על אותם. מאגר מושם מתחת דגימות הבדיקה כדי לאסוף את מי הנגר. המים שנאספו או תשטיפים ניתן להשתמש מאוחר יותר כדי לבצע את הניתוח שטיפת ENM. <imgalt = &quot;איור 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53,496 / 53496fig3.jpg&quot; /&gt; לשכת איור 3. בליה. הצורה המסחרית של XLS Suntest + תא בליה מכילה ברדס נירוסטה שבתוכה דגימות nanocoated ממוקמות. מאגר המים מושם מתחת למכסה המנוע המהווה את מקור המים להיות מרוסס בתוך מכסה המנוע. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</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.

דוגמאות מבחן הפרוטוקולים שהוצגו במאמר יושמו שלושה מוצרי nanostructured מסחריים שונים. מוקד לשים כאן על הפרטים של הגישה הניסויית: (א) לבנים סיליקט alumino מחוזק עם חלקיקים 2 Tio, (11 ס&quot;מ x 5 ס&quot;מ X 2 ס&quot;מ). זה ממצא היישום התכוף שלה בבניית חזי?...

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

במאמר זה, פרוטוקול ניסוי לחקור aerosolization חלקיקים של מוצר תחת שחיקה ותחת בליה סביבתית הוצג. תוצאות על הפליטה של ​​ננו המהונדס, בצורת אירוסולים מוצגות. הסט-אפ הניסוי הספציפי מתואר בפירוט.

פרוטוקול ניסוי לחקור חלקיקי Aerosolization של מוצרים תחת שחיקה תחת בלית הסביבה

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

מדידת חומר מיקרו תחת זרם באמצעות 1-2 מטוס זרימה קטן זווית ניוטרון פיזור

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

רגישות גבוהה תהודה מגנטית גרעינית בחצי Giga-פסקל: כלי חדש לבדיקת מאפיינים אלקטרוניים והכימיים של חומר מעובה בתנאים קיצוניים

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

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

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

פיתוח של התקנה ניסיונית עבור המדידה של מקדם התקומה בתנאי אבק

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

שימוש Synchrotron קרינה Microtomography לחקור חבילות מיקרו-אלקטרוניים תלת ממדי רב היקף

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

תלת ממד חלקיקי מעקב velocimetry עבור יישומי Turbulence: מקרה של 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

באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק

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

מנגנון בדיקה חדשנית Biaxial לקביעת גבול יצירת תחת תנאי חם החתמת

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

נסיוני כדי לקבוע את ערך הסף כלוריד עבור קורוזיה בדגימות שנלקחו מבני בטון מזוין

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

מדידות של גלים בתוך מיכל גל תחת רוח יציב ולא משתנה הזמן מכריח

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