Name: testing of nanoparticle release from a composite containing nanomaterial using a chamber system
Uploaded: 2016-11-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System at JoVE.com

This research was supported by the "Development of technologies for safety evaluation and standardization of nanomaterials and nanoproducts" (10059135)" through the Korea Evaluation Institute of Industrial Technology by the Korean Ministry of Trade, Industry &amp; Energy.

1. Fremstilling af instrumenter og Prøver <ol><li> Abrasor <ol><li> Baseret på en slid testeren, bruge en abrasor med en prøve rotation fase (140 mm diameter), to slid hjul holdere, og en rotationshastighed på 30-80 rpm. </li><li> Brug en vægt til at fastgøre slid hjul for slitage hjul holder, som også gælder belastning til prøveemnet den. </li><li> Installer en ekstra luftindtag for at give bedre suspension til de bortslebne partikler, som vist i figur 3. Brug en 1/8 &quot;-...

<ol>
	<li>Froggett, S. J., Clancy, S. F., Boverhof, D. R., Canady, R. A. <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+and+perspectives+of+existing+research+on+the+release+of+nanomaterials+from+solid+nanocomposites.">A review and perspectives of existing research on the release of nanomaterials from solid nanocomposites.</a> Part Fibre Toxicol. 11, (2014).</li><li>Kingston, C., Zepp, R., Andrady, A., Boverhof, D., Fehir, R., Hawkins, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+characteristics+of+selected+carbon+nanotube+polymer+composites.">Release characteristics of selected carbon nanotube polymer composites.</a> Carbon. 68, 33-57 (2014).</li><li>Kaiser, D., Stefaniak, A., Scott, K., Nguyen, T., Schutz, 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> Methods for the Measurement of Release of MWCNTs from MWCNT-Polymer Composites, NIST. , (2014).</li><li>Nowack, B., David, R. M., Fissan, H., Morris, H., Shatkin, J. A., 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=Potential+release+scenarios+for+carbon+nanotubes+used+in+composites.">Potential release scenarios for carbon nanotubes used in composites.</a> Environ. Int. 59, 1-11 (2013).</li><li>Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Case+Study+on+Risk+Evaluation+of+Silver+Nanoparticle+Exposure+from+Antibacterial+Sprays+Containing+Silver+Nanoparticles.">Case Study on Risk Evaluation of Silver Nanoparticle Exposure from Antibacterial Sprays Containing Silver Nanoparticles.</a> J of Nanomaterial. , 346586 (2015).</li><li>Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Case+study+on+risk+evaluation+of+printed+electronics+using+nanosilver+ink.">Case study on risk evaluation of printed electronics using nanosilver ink.</a> Nano Convergence. , (2016).</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, 209-217 (2009).</li><li>Golanski, L., Gaborieau, A., Guiot, A., Uzu, G., Chatenet, J., 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=Characterization+of+abrasion-induced+nanoparticle+release+from+paints+into+liquids+and+air.">Characterization of abrasion-induced nanoparticle release from paints into liquids and air.</a> J. Phys. Conf. Ser. 304, 012062 (2011).</li><li>Wohlleben, W., Brill, S., Meier, M. W., Mertler, M., Cox, G., Hirth, S. <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, 2384-2395 (2011).</li><li>. <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 7784-1, Paints and varnishes -- Determination of resistance to abrasion -- Part 1: Rotating abrasive-paper-covered wheel method. , (1997).</li><li>. <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 5470-1, Rubber- or plastics-coated fabrics -- Determination of abrasion resistance -- Part 1: Taber abrader. , (1999).</li><li>Schlagenhauf, L., Chu, B. T. T., Buha, J., N&#252;sch, F., Wang, J. <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+carbon+nanotubes+from+an+epoxy-based+nanocomposites+during+an+abrasion+process.">Release of carbon nanotubes from an epoxy-based nanocomposites during an abrasion process.</a> Enviorn. Sci. Tech. 46, 7366-7372 (2012).</li><li>Bello, D., Wardle, B. L., Yamamoto, N., deVilloria, R. G., Garcia, E. J., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+nanoscale+particles+and+fibers+during+machining+of+hybrid+advanced+composites+containing+carbon+nanotubes.">Exposure to nanoscale particles and fibers during machining of hybrid advanced composites containing carbon nanotubes.</a> J. Nanopart. Res. 11, 231-249 (2009).</li><li>Cena, L. G., Peters, T. 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+and+control+of+airborne+particles+emitted+during+production+of+epoxy/carbon+nanotube+nanocomposites.">Characterization and control of airborne particles emitted during production of epoxy/carbon nanotube nanocomposites.</a> J. Occup. Environ. Hyg. 8, 86-92 (2011).</li></ol>

De mest kritiske trin ved udførelse af nanorelease test fra nanocomposite materialer ved anvendelse af en afslidningstest var: 1) ved anvendelse af et kammer-system fremstillet af rustfrit stål med en Neutralizer at fjerne den elektrostatiske ladning genereret ved slid og reducere aflejring af partikler på kammervæggene; 2) at give ekstra luft at give bedre partikelsuspension; og 3) prøveudtagning de frigivne partikler og online overvågning ved hjælp af en CPC og OPC fra stikkontakt, der indeholdt en mixer bestå...

Nanomateriale eksponering er for det meste blevet undersøgt i forhold til arbejdstagere på arbejdspladser fremstiller, håndtering, opdigte, og emballage nanomaterialer, mens forbrugernes eksponering ikke er blevet omfattende undersøgt. En nylig analyse af de miljømæssige og sundhedsmæssige litteratur database oprettet af Det Internationale Råd for Nanoteknologi (ICON) indikerede også, at de fleste nanomateriale sikkerhed forskning har fokuseret på farer (83%) og potentiel eksponering (16%), med udgivelsen fra nanokompositter, der repræsenterer forbrugernes eksponering, kun udgør 0,8% 1. Således meget lidt er kendt om forbrugernes eksponering for nanomaterialer. Nanopartikel frigivelse er blevet anvendt til at estimere forbrugernes eksponering i simulation undersøgelser, herunder slid og forvitring af nanokompositter, vaske tekstiler eller Støvethed test metoder, såsom den roterende tromle-metoden, vortex ryste metode og andre shaker metoder 2-3. Plus, flere internationaleforsøg, såsom ILSI (International Life Science Institute) nanorelease og EU NanoReg, er blevet gjort for at udvikle teknologi til at forstå frigivelsen af ​​nanomaterialer, der anvendes i forbrugerprodukter. Den ILSI nanorelease forbrugsvare lanceret i 2011 repræsenterer en livscyklustilgang til nanomateriale frigørelse fra forbrugerprodukter, hvor fase 1 indebærer nanomateriale udvælgelse, fase 2 dækker evalueringsmetoder, og fase 3 implementerer sammenlignende undersøgelser. Adskillige monografier og publikationer om sikkerheden ved nanomaterialer i forbrugerprodukter er også blevet offentliggjort 4-6. I mellemtiden, NanoReg repræsenterer en fælles europæisk tilgang til det lovmæssige forsøg af fremstillede nanomaterialer og giver et program af metoder til brug i simulering tilgange til nanorelease fra forbrugerprodukter 2. ISO TC 229 forsøger også at udvikle standarder er relevante for forbrugernes sikkerhed og indsende en ny arbejdsmiljø forslag element for forbrugernes sikkerhed. OECD WPMN (working fest på nanomaterialer), især SG8 (styregruppe om eksponeringsvurdering og eksponering afbødning), for nylig gennemført en undersøgelse af retningen af ​​det fremtidige arbejde, især forbrugerne og miljøvurdering eksponering. Derfor, i lyset af disse internationale aktiviteter, de koreanske ministerier for handel, industri og energi lanceret en differentieret projekt i 2013 fokuserede på &quot;Udvikling af teknologier til evaluering sikkerhed og standardisering af nanomaterialer og nanoprodukter&quot;. Plus, at flere forbruger sikkerhedsrelevante undersøgelser standardisere nanomateriale løsladelse fra forbrugerprodukter er også blevet offentliggjort 7-8. En slid test er en af de simulation tilgange indgår i ILSI nanorelease og NanoReg 2-3 til bestemmelse af potentiel emissionsniveau af nanopartikler fra forskellige kommercielle sammensatte produkter. Massen vægttab udledes baseret på forskellen i prøven vægt før og efter abrasion under anvendelse af en abrasor. Nanokompositten Prøven slibes ved en konstant hastighed, en sampler suger aerosolen, og partiklerne derefter analyseret ved anvendelse af partikeltælling enheder, såsom en Kondensering Particle Counter (CPC) eller optisk partikeltæller (OPC), som opsamles på en TEM (transmissionselektronmikroskopi) gitter eller membran til yderligere visuel analyse. Imidlertid gennemfører en slidtest for nanocomposite materialer kræver en konsekvent nanopartikel frigivelse, hvilket er vanskeligt, på grund af partikel opladning som følge af slid, og når sampling partiklen udføres nær emissionspunktet 2-3, 9-11. Derfor er dette dokument viser et kammer-system som ny metode til evaluering nanomateriale frigivelse i tilfælde af slid af nanocomposite materialer. Sammenlignet med andre slid og simulation tests, giver den foreslåede kammer systemet konsistente data nanopartikel frigivelse i tilfælde af slid. Desuden er denne nye testmetodehar været meget anvendt i forbindelse med indeklimaet og semi-adfærd industrien som samlede partikelantal optælling metode 12, 13. Derfor forventes det, at der kan udvikles den foreslåede metode til en standardiseret metode til test nanopartikel frigivelse fra forbrugerprodukter, der indeholder nanomaterialer.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Foamex</td>
			<td>Taeyoung, R. of Korea</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MWCNT (multiwalled carbon nanotube) composite</td>
			<td>Hanwha, Incheon, R. of Korea</td>
			<td></td>
			<td>2% MWCNTs in low density polyethylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abrasion Paper</td>
			<td>Derfos, R. of Korea</td>
			<td>#100</td>
			<td>100 grit sand paper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Condensation Particle Counter (CPC)</td>
			<td>TSI Inc, Shoreview, MN</td>
			<td>UCPC 3775</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Paritcle Counter (OPC)</td>
			<td>Grimm, Ainring, Germany</td>
			<td>1.109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini Particle Sampler</td>
			<td>Ecomesure, Saclay, France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quantifoil Holey Carbon Film</td>
			<td>TED PELLA Inc. USA</td>
			<td>1.2/1.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Filter&#160;</td>
			<td>Millipore, USA</td>
			<td>CAT No. GTTP02500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soft X-ray Ionizer (Neutralizer)</td>
			<td>SUNJE, R. of Korea</td>
			<td>SXN-05U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field Emission-Scanning Electron Microscope (FE-SEM)</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>S-4300</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

testing of nanoparticle release from a composite containing nanomaterial using a chamber system

Med den hurtige udvikling af nanoteknologi som et af de vigtigste teknologier i det 21. århundrede, er interessen for sikkerheden af forbrugerprodukter med nanomaterialer også stigende. Evaluering af nanomateriale frigivelse fra produkter, der indeholder nanomaterialer er et afgørende skridt i at vurdere sikkerheden af ​​disse produkter, og har resulteret i flere internationale bestræbelser på at udvikle konsekvente og pålidelige teknologier for standardisering evaluering af nanomateriale frigivelse. I denne undersøgelse er frigivelsen af ​​nanomaterialer fra produkter med nanomaterialer evalueres med et kammer, der omfatter en kondensation partikeltæller, optisk partikeltæller, og prøveudtagning porte til at indsamle filter prøver til elektronmikroskopi analyse. Det foreslåede kammer systemet testes hjælp af en abrasor og disc-type nanocomposite materiale prøver at afgøre, om nanomateriale udgivelse er gentagelig og konsekvent inden for et acceptabelt område.Testresultaterne viser, at det samlede antal partikler i hver test ligger inden for 20% fra gennemsnittet efter flere forsøg. tendenser De release er ens, og de viser meget god gentagelsesnøjagtighed. Derfor kan den foreslåede kammer-systemet anvendes effektivt til nanomateriale release test af produkter, der indeholder nanomaterialer.

Slidstyrke Test Reproducerbarhed Brug Chamber System De samlede partikelantal stemte overens til 8 Slidproeve, som vist i tabel 3. CPC målte gennemsnit 3,67 x10 9 partikler, mens OPC tælles gennemsnitligt 1,98 x 10 9 partikler (&gt; 0,3 um). Afvigelserne var inden for 20%, hvilket udgjorde en konsekvent frigivelse af partikler under slid. <p class="jove_step" fo:keep-together.within-pa...

Watch this Scientific Journal Video about Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System at JoVE.com

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

Nanoparticle release is tested using a chamber system that includes a condensation particle counter, an optical particle counter and sampling ports to collect filter samples for microscopy analysis. The proposed chamber system can be effectively used for nanomaterial release testing with a repeatable and consistent data range.

Test af Nanopartikel Frigivelse fra et Composite indeholdende nanomateriale Brug en afdeling System

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Recombination Effects in a Liquid Ionization Chamber Used for the Dosimetry of a Radiosurgical Accelerator

Karakterisering for rekombination effekter i en Liquid ioniseringskammeret Anvendes til dosimetri af en radiosurgical Accelerator

Most modern radiation therapy devices allow the use of very small fields, either through beamlets in Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) or via ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Detektion og Inddrivelse af Palladium, Guld og kobolt Metaller fra Urban Mine Brug Nye sensorer / Adsorbenter Udpegede med Nanoscale Wagon-hjul-formede porer

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Synligt lys induceret Reduktion af Graphene Oxide Brug plasmoniske Nanopartikel

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Måling af Spredning ulineariteter fra en enkelt plasmoniske Nanopartikel

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

Ultrasonic Svejsning af Termoplastisk Composite Kuponer for Mekanisk karakterisering af svejste samlinger gennem Single Lap Shear Test

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

Et system til at skabe stabile Nanopartikel Aerosoler fra nanopowders

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring ...

Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

Plasmoniske fældefangst og frigivelse af nanopartikler i en Monitoring Miljø

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Lokalisering af overfladefejl ved struktureret opvarmning ved hjælp af laserprojiceret fototermisk termografi

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

Eksperimentelle gennemførelsen af en ny Composite fabrikationsanlæg metode: udsætter nøgne fibre på sammensatte overfladen af metoden bløde lag

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

A 3D-printed Chamber for Organic Optoelectronic Device Degradation Testing

Et 3D-trykt kammer for økologisk optoelektroniske enhed nedbrydning test

In this manuscript, we outline the manufacture of a small, portable, easy-to-use atmospheric chamber for organic and perovskite optoelectronic devices, ...