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.

NB: Den teknikk som presenteres i protokollen her er ikke bare begrenset til de som er presentert testprøvene, men kan brukes for andre prøver i tillegg. 1. Kunstig Forvitring [CEREGE Platform, Aix en Provence] <ol><li> Ta en 250 ml prøve av avionisert og renset vann som skal sprøytes i et begerglass. Dyppes spissen av vannkonduktivitetsmåler i vannet. Legg merke til vannets ledningsevne. Gjenta prosessen og merke vannets ledningsevne hver gang. MERK: 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 artikkelen, er en eksperimentell undersøkelse av nanosafety-by-design av kommersielle nanostrukturerte produkter presentert. Den nanosafety-by-design av et produkt kan studeres i form av sin PNC og PSD når det utsettes for mekaniske påkjenninger og miljø forvitring. De valgte for studiet produkter er aluminium-silikat murstein forsterket med TiO 2 nanopartikler, glasur med konsernsjef 2 nanopartikler og photocatalytic Nanobelegg med TiO 2 nanopartikler. Disse produktene er le...

Med en rask modenhet i nanoteknologi, er dens utvikling drevet av rask kommersialisering av produkter som inneholder Engineered Nanomaterialer (ENM) med bemerkelsesverdige egenskaper. Som beskrevet av Potocnick 1 i artikkel 18 (5) i forordning 1169/2011, utstedt av EU-kommisjonen, ENM kan defineres som &quot;enhver forsettlig produsert materiale, som inneholder partikler, i en ubundet tilstand eller som et aggregat eller som et agglomerat og hvor, for 50% eller mer av partiklene i antall størrelsesfordelingen, er en eller flere utvendige dimensjoner i størrelsesområdet 1 nm til 100 nm &quot;. Videre er produkter som inneholder ENM, enten i sin solid bulk eller på sine faste overflater eller i sine likvide suspensjoner, kan betegnes som nanostrukturerte produkter. Forskjellige typer av ENM med forskjellige formuleringer og functionalizations benyttes i slike produkter i henhold til arten av anvendelsen og budsjett. Produktene kan være i form av coatiNGS, maling, fliser, huset murstein, concret e osv. Så langt som forskning er bekymret, kan man også finne enormt antall publikasjoner på innovasjoner som har blitt oppnådd gjennom nanoteknologi. Til tross for denne enorme forskning, de tiltalende trekk av ENM er under sonde for potensiell helse- eller miljømessige farene på grunn av deres tendens til å bli utgitt eller slippes ut i luften i form av aerosoler under bruk eller bearbeiding av nanostrukturer produkter (for eksempel Oberdorster m.fl. . 2, Le Bihan et al. 3 og Houdy et al. 4). Kulkarni et al., 5 definerer en aerosol som suspensjonen av faste eller flytende partikler i det gassformige medium. Hsu og Chein 6 har vist at under bruk eller behandling av et nanostrukturerte produkt, er en nanostrukturerte produkt utsettes for ulike mekaniske påkjenninger og miljø forvitring som letter en slikutslipp. I henhold til Maynard 7, etter eksponering, kan disse aerosoler av ENM samhandle med menneskelige organisme via inhalasjon eller dermal kontakt og bli avsatt på innsiden av kroppen som dermed kan føre til ulike skadelige virkninger, også kreftfremkallende seg. Dermed vil en grundig forståelse av ENM utslipp fenomen er av avgjørende betydning gitt enestående bruk av nanostrukturerte produkter, som nevnt av Shatkin et al. 8. Dette kan ikke bare bidra til å unngå uforutsette helserelaterte komplikasjoner som følge av sin eksponering, men også i å oppmuntre tilliten nanoteknologi. Likevel har eksponeringen relatert problem nå begynte å få oppmerksomhet av forskersamfunnet og har nylig blitt fremhevet av ulike forskningsenheter over hele verden (for eksempel, 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). Tatt i betraktning det store omfanget utrulling av nanostrukturerte produkter i kommersielle markeder, vil den mest effektive tilnærmingen for å takle problemet være en preemptive en. I en slik fremgangsmåte blir et produkt utformet på en slik måte at det er &quot;nanosafe-by-konstruksjon&quot; eller &quot;Design for tryggere nanoteknologi&quot; (Morose 19) dvs. med liten misjon. Med andre ord, det maksimerer deres fordeler i problemløsning under bruk samtidig som sender ut et minimum av aerosoler i miljøet. For å teste nanosafety-by-konstruksjon i bruksfasen av et nanostrukturerte produkt, forfatterne presentere et passende eksperimentell metodikkå gjøre det i denne artikkelen. Denne metoden består av to typer anmodninger: (i) mekanisk og (ii) miljø som tjener til å simulere virkelige påkjenninger som det nanostrukturerte produkt, en mur murstein, blir utsatt for under bruken sin fase. (I) En lineær slitasje apparat som simulerer mekanisk oppfordring. Sin opprinnelige og kommersiell form, som vist i figur 1A, er referert i en rekke internasjonalt anerkjente teststandarder som ASTM D4060 20, ASTM D6037 21 og ASTM D1044 22. Ifølge Golanski et al. 23, på grunn av sin robuste og brukervennlige design, blir allerede brukt sin opprinnelige form mye i bransjer for å analysere resultatene av produkter som maling, belegg, metall, papir, tekstil, etc. Stress være brukt gjennom dette apparatet tilsvarer den typiske en brukt i en nasjonal innstilling, for eksempel å gå medsko og forskyvning av forskjellige objekter i en husholdning (Vorbau et al. 24 og Hassan et al. 25). I figur 1A, en horisontal forskyvning av tverr beveger standard abradant i en frem og tilbake bevegelse over prøvens overflate. Den friksjonsslitasje skjer på kontaktflaten som følge av friksjonen ved kontakt. Størrelsen av friksjonsslitasje kan varieres ved å variere den normale belastning (F N) som virker på toppen av abradant. Ved å endre typen av abradant og normal belastning verdi, kan man variere den abrasiveness og dermed mekaniske påkjenninger. Morgeneyer et al. 26 har pekt på at spenningstensoren som skal måles i løpet av slitasje er sammensatt av normale og tangentielle komponenter. Den normale spenning er et direkte resultat av den normale belastning, dvs. av F N, mens den tangentiale spenning er et resultat av the tangentielt opptrer friksjon prosess, målt som kraften (F-T), og den fungerer parallelt eller anti-parallelt med den retning i hvilken abrasjon finner sted. I den opprinnelige form av denne slitasje apparat, kan man ikke bestemme F T. Derfor er rollen til de mekaniske påkjenninger under aerosolisering av ENM kan ikke helt bestemmes. For å utrydde denne begrensningen, slik det er beskrevet i detaljer ved al. Morgeneyer et 26, har vi (a) modifisert det ved å erstatte den som allerede er installert horisontale stålstang av en replika i aluminium 2024 legering og (b) er montert en strekklapp på toppflaten av dette replikert aluminiumslegering bar. Dette er vist i figur 1B. Denne strekklapp har 1,5 mm av aktiv gittermålelengde og 5,7 mm for å måle gitterbærer lengde. Den er laget av en konstantan folie med 3,8 um tykkelse og 1,95 ± 1,5% av måleren faktor.En korrekt måling av de mekaniske påkjenninger er sikret gjennom en dynamisk strekklapp-forsterker som er koblet i serie til strekkmåleren, og dermed gir en pålitelig måling av den belastning som produseres i måleren. Dataene overføres via forsterkeren er kjøpt ved hjelp av datainnsamling programvare. <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig1.jpg" /> Figur 1. Slite Apparater og Strain Gauge. Den kommersielle standard form av Taber slitevern (A) med slite hastighet, varighet og slaglengde kontroller. Den opprinnelig montert stålstang ble erstattet av en aluminium bar og ble videre utstyrt med en strekklapp (B) for å måle den tangentielle kraften (F T). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig1large.jpg" target="_blank">klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> på <s<html> trong&gt; Figur 2, er hele eksperimentelle oppsettet vist hvor denne modifiserte Taber slitasje apparatet er plassert under overensstemmelsen en nanosecured arbeid innlegg. En partikkel fri luft er stadig sirkulerer inne i dette arbeidet stolpe ved en strømningshastighet på 31 000 l / min. Den har en partikkelfilter virkningsgrad på 99,99%, og har allerede blitt anvendt ved Morgeneyer et al., 27 i ulike nanopartikler &#39;Støv tester. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53496/53496fig2.jpg" /> Figur 2. Forsøks Set-up (Shandilya et al. 31). En nanosecured arbeid innretning for å gjennomføre Slitasjetesten og sanntid karakteristikk (både kvalitativ og quantitavive) av de genererte aerosolpartiklene. En liten brøkdel av partikkel fri luft passerer gjennom et spor på innsiden av utslippskammeret for å eliminere dens bakgrunn partikler nummer konsentrasjon.pload / 53496 / 53496fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klikk her for å se en større versjon av dette tallet. Motoren av den slitasje anordningen er holdt utenfor, og dens lineært glidende del er holdt inne i et selvlaget utslipp testkammer, med dimensjoner 0,5 m x 0,3 m x 0,6 m, (detaljer i Le Bihan et al. 28). Det hjelper i å hindre slitasje apparatets motorutslipp fra å blande seg i testresultatene. Samplingen av de genererte aerosolpartiklene er gjort inne i nærhet av en radial symmetrisk hette (volum av 713 cm 3). Ved anvendelse av en slik hette, kan aerosolpartiklene tap på grunn av deres avsetning på overflatene bli minimalisert. Den andre fordelen omfatter økning av aerosolpartiklene antall konsentrasjonen på grunn av en forholdsvis lavere volum av hetten med hensyn til utslipp testkammeret. Takket være dette satt opp, en sanntid karakterisering og analyse av partikkel aerosols å bli dannet under slitasje slitasje kan gjøres eksperimentelt i form av deres tallkonsentrasjoner, størrelsesfordelinger, elementære sammensetninger og former. I henhold til Kulkarni et al. 5, antallet konsentrasjonen av ENM aerosoler partiklene kan bli definert som &quot;antall ENM til stede i enhet kubikkcentimeter luft&quot;. Tilsvarende størrelsesfordelingen av ENM aerosoler er &quot;forholdet uttrykker mengden av en ENM eiendom (vanligvis tall og massekonsentrasjonene) forbundet med partikler i et gitt størrelsesområde&quot;. En partikkel Counter (målbar størrelse Område: 4 nm til tre mikrometer) måler aerosol partikler nummer konsentrasjon (PNC). Partikkel sizers (målbar størrelse Område: 15 nm - 20 nm) måle partikkelstørrelsesfordelingen (PSD). En aerosol partikler sampler (beskrevet i detaljer av R&#39;mili et al. <sup&gt; 30) blir brukt for den partikkelmasse gjennom filtreringsteknikk på en porøs kobber mesh gitter som kan anvendes senere i transmisjonselektronmikroskop (TEM) for forskjellige kvalitative analyser av de frigjorte partikler. (ii) Miljø oppfordring kan simuleres ved akselereres kunstig værpåvirkning i en forvitring kammer, vist i figur 3. Som vist ved Shandilya et al. 31, forvitrings betingelser kan holdes i overensstemmelse med internasjonale standarder eller bli tilpasset avhengig av type simulering. UV-eksponering er levert via xenon arc lampe (300-400 nm) installert med en optisk stråling filter. Virkningen av regn simuleres ved sprøyting avionisert og renset vann på dem. Et reservoar er plassert under testprøver for å samle opp overvann. De innsamlede vann eller sigevann kan brukes senere til å utføre ENM utlekking analyse. <imgalt = &quot;Figur 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53496 / 53496fig3.jpg&quot; /&gt; Figur 3. Forvitring Chamber. Den kommersielle formen av Suntest XLS + forvitring kammer inneholder en rustfritt stål hette inne som nanocoated prøvene er plassert. Vannbeholderen er plassert under panseret som er kilden til vann som skal sprayes på innsiden av hetten. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53496/53496fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</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.

test Prøver Protokollene som er presentert i artikkelen ble påført på tre forskjellige kommersielle nanostrukturerte produkter. Fokus er satt her på detaljene i den eksperimentelle tilnærming: (a) aluminium-silikat murstein forsterket med TiO 2 nanopartikler, (11 cm x 5 cm x 2 cm). Den finner sin hyppige bruk i bygging av fasader, husvegger, veggfliser, fortau etc. Som materialegenskaper sammen med en scanning elektronmikroskopbild...

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 artikkelen til en eksperimentell protokoll undersøke partikkelaerosolisering av et produkt i henhold til slitasje og under miljø forvitring er presentert. Resultater på utslipp av konstruerte nanomaterialer, i form av aerosoler er presentert. Den spesifikke eksperimentelle oppsettet er beskrevet i detalj.

Forsøksprotokoll å etterforske Partikkel forstøvning av et produkt Under Slite og under miljø Forvitring

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 Material Microstructure Under Flow Bruke 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Spredning

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

Høy følsomhet Nuclear Magnetic Resonance på Giga-Pascal Presset: et nytt verktøy for undersøkelser Elektronisk og kjemiske egenskaper for Condensed Matter 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 Testing Plattform for holdbarhetstester av Polymers og fiberarmert Polymer Composites henhold Concurrent Hygrothermo mekanisk 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

Utvikling av en Forsøksoppsett for måling av Coefficient of Restitusjon under vakuum betingelser

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

Bruke Synchrotron Radiation microtomography å etterforske Multi-skala Tredimensjonal Mikro 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

Tredimensjonal Particle Tracking velocimetry for Turbulence Applications: Case av 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 av faseoppførsel av oljeprøver Under Refinery Prosessbetingelser

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 Testing Apparater for fastsettelse av Forming ramme knyttet varm 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

Eksperimentell protokollen å bestemme klorid terskelverdien for korrosjon i prøver tatt av armert betong 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 av bølger i vind-basseng Under jevn og tid-varierende tvinge

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