Name: testing of nanoparticle release from a composite containing nanomaterial using a chamber system
Uploaded: 2016-11-22T13:00:00
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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.

楽器や標本の作製<ol><li> Abrasor <ol><li> 80回転 - 摩耗試験機に基づいて、1試料回転ステージ（140ミリメートル径）とabrasor、2摩耗輪ホルダー、および30の回転速度を使用します。 </li><li>また、試験片に荷重を加える摩耗輪ホルダーに摩耗輪を確保するために重みを使用します。 </li><li> 図3に示すように、abrased粒子のためのより良いサスペンションを提供するために、?...

<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>

摩耗試験を使用して、ナノ複合材料からnanorelease試験を行う最も重要なステップであった：1）摩耗によって生じる静電荷を除去し、チャンバ壁上の粒子の堆積を減少させるために中和剤を用いてステンレス鋼製のチャンバーシステムを使用して、 2）優れた粒子懸濁液を提供するために、追加の空気を供給する。 3）放出された粒子をサンプリングし、オンライン3多孔板からなるミキサーを?...

消費者の暴露が広く研究されていないながら、ナノ材料の暴露は主に、取り扱い製造、およびナノ材料をパッケージ化、製造職場の労働者との関係で研究されています。ナノテクノロジーの国際評議会（ICON）によって作成された環境と健康に関する文献データベースの最近の分析はまた、ほとんどのナノ材料の安全性の研究を表す、ナノコンポジットからのリリースでは、危険性（83％）と潜在的な暴露（16％）に集中していることが示されましたわずか0.8％1を表す消費者暴露、。このように、非常に小さなナノ材料への消費者ばく露について知られています。 ナノ粒子の放出は、ナノ複合材料、洗濯織物、またはこのような回転ドラム法、振盪、ボルテックス、及び他のシェーカー法2-3発塵試験方法の摩耗や耐候含むシミュレーション研究において、消費者の曝露を推定するために使用されてきました。さらに、いくつかの国際例えばILSI（国際生命科学研究所）nanorelease及びEU NanoRegような試みは、消費者製品に使用されるナノ物質の放出を理解するための技術を開発するために行われています。 2011年に発売ILSI nanoreleaseの消費者製品は、フェーズ1は、ナノ材料の選択を含む消費者製品からのナノ材料のリリースにライフサイクルアプローチを表し、フェーズ2は、評価方法をカバーし、フェーズ3は、施設間研究を実装しています。消費者製品中のナノ物質の安全性に関するいくつかの研究論文や出版物も4-6を公開されています。 一方、NanoRegは工業的ナノ物質の規制試験に欧州共通のアプローチを表し、シミュレーションで使用するための方法のプログラムを提供しても、消費者の安全に関連する標準を開発し、新しいを提出しようとしている消費者製品2. ISO TC 229からnanoreleaseへのアプローチ消費者の安全のための作業項目提案。 OECD工業ナノ材料安全部会（workiナノ材料に党）、特にSG8（暴露評価と暴露緩和に関する運営グループを）ngの、最近将来の仕事の方向、特に消費者や環境暴露評価に関する調査を実施しました。したがって、これらの国際的な活動、展覧会の韓国省庁の光の中で、産業資源は、「安全性評価やナノ材料やナノ製品の標準化のための技術の開発」に焦点を当て、2013年に階層プロジェクトを立ち上げました。さらに、消費者製品からのナノ物質の放出を標準化するには、いくつかの消費者の安全に関連する研究も7-8を公開されています。 摩耗試験は、様々な商業複合製品からのナノ粒子の潜在的な発光レベルを決定するためのILSIのnanoreleaseとNanoReg 2-3に含まれるシミュレーション手法の一つです。質量減量はabras前後の試料重量の差に基づいて推定されていますabrasorを用いたイオン。ナノ複合材料試料を一定速度で研磨され、サンプラーは、エアロゾルを吸引し、粒子は、その後、凝縮粒子カウンタ（CPC）または光学粒子計数器（OPC）などの粒子計数装置を用いて分析し、そしてTEMで収集されさらなる視覚分析のために（透過電子顕微鏡）グリッド又は膜。しかし、ナノ複合材料のための摩耗試験を実施することにより、耐摩耗性とするとき、粒子のサンプリングが発光点2-3、9-11付近で行われているの結果として、帯電粒子に困難である、一貫性のナノ粒子の放出を必要とします。 そこで、本稿では、ナノ複合材料の摩耗した場合のナノ材料の放出を評価するための新しい方法として、チャンバシステムを提供します。他の摩耗やシミュレーションテストと比較すると、提案されたチャンバシステムは、摩耗した場合の一貫性のあるナノ粒子の放出データを提供します。また、この新たな試験方法総粒子数計数法として室内空気質、半行動産業の分野で広く用いられている12、13。したがって、提案手法は含む消費者製品から試験ナノ粒子の放出のための標準化された方法へと発展することができることが予想されますナノ材料。

<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

21世紀の最も重要な技術の一つとして、ナノテクノロジーの急速な発展に伴い、ナノ材料を含む消費者製品の安全性への関心も高まっています。ナノ物質を含む製品からのナノ材料の放出を評価することは、これらの製品の安全性を評価する上で重要なステップであり、ナノ材料のリリースの評価を標準化するための一貫性と信頼性の高い技術を開発するには、いくつかの国際的な努力をもたらしました。この研究では、ナノ材料を含む製品からナノ物質の放出は、凝縮粒子計数器、光学粒子計数器、及び電子顕微鏡分析用フィルタサンプルを収集するためのポートをサンプリングを含むチャンバーシステムを使用して評価されます。提案された室システムは、ナノ材料の放出が許容範囲内で再現可能と一貫しているかどうかを決定するためにabrasorディスク型ナノコンポジット材料の試験片を用いて試験されます。テスト結果は、各試験における粒子の総数は、いくつかの試行後の平均の20％以内であることを示しています。リリースの傾向は類似しており、彼らは非常に良い再現性を示しています。したがって、提案された室システムは、効果的にナノ物質を含む製品のナノ材料の放出試験のために使用することができます。

商工会議システムを用いた摩耗試験再現性 OPCは、1.98×10 9粒子（&gt; 0.3ミクロン）の平均値をカウントしながら、 表3に示すように全粒子数は、8摩耗試験のために一貫していた。CPCは、3.67×10 9粒子の平均値を測定しました。偏差は、摩耗時のパーティクルの一貫したリリースを表現する、20％以?...

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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.

商工会議システムを用いたナノ材料を含む複合からのナノ粒子のリリースのテスト

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

The overall goal of this procedure is to evaluate nanomaterial release in the case of abrasion of nanocomposite materials. This method can help answer key questions in the occupation hygiene field such as risk assessment and workplace environment. The main advantage of this technique is that it allows one to evaluate nanomaterial release in the case of abrasion of nanocomposite materials.For this experiment, use an abraser with a 140 millimeter diameter specimen rotation stage, which can rotate 30 to 80 rotations per minute, and two abrasion wheel holders. Install a disk shaped specimen on the specimen rotation stage. Use a weight to secure the abrasion wheels, that are wrapped with 100 grit sandpaper, to the abrasion wheel holder which also applies load to the test specimen.Use stainless steel for the chamber walls to avoid particle deposition due to electrostatic force. Locate the air inlet and outlet in the upper and lower part of the chamber respectively. Place the abraser inside of the chamber, and install an additional air inlet in the abraser that is 15 millimeters above and 40 millimeters away from the center of the test specimen to provide better suspension for the abrased particles.Next, locate the neutralizer 28 centimeters away from the center of the test specimen at a 45 degree angle to reduce the electrostatic particle deposition on the chamber walls. Install a CPC and OPC at the outlet of the chamber to measure the particle number concentration and particle size distribution respectively. Operate the blower installed at the outlet of the chamber at a flow rate of 50 liters per minute.Following this, supply 25 liters per minute of additional particle-free suspension air using an air compressor through the additional air inlet. Check the background particle number concentration inside the chamber to reach an average particle number concentration for one hour of below one number per cubic centimeter using the condensation particle counter. Next, operate the specimen rotation stage of the abraser using a step motor that rotates the specimen rotation stage at 72 rotations per minute with 1000 rotations.Measure and record the released particle number concentration and particle size distribution using the CPC and OPC respectively. Now, sample the released particles using a particle sampler containing filter media or a TEM grid. Stop the measurement and sampling when the particle number concentration reaches below 0.1%of the peak particle number concentration.After saving the data, remove the samples from the instrument. The typical change in particle number concentration during the abrasion test is shown here. During the abrasion an increase in particle number concentration was observed followed by a decrease after abrasion.The CPC measured an average of 3.67 times 10 to the nine particles, and the deviations were within 20%which represented a consistent release of particles during abrasion. The OPC measured an average of 1.98 times 10 to the nine particles, and the deviations were within 20%which represented a consistent release of particles during abrasion. After abrasion the original test specimens lost approximately 0.6 grams or 1.56%The total particle number release from nanocomposite containing carbon nanotubes by the abrasion test is shown here.The nanocomposite containing carbon nanotubes released 12.6%more condensation particles and 1.9%more optical particles than the control composite. Most of the particles were torn due to abrasion, and field emission scanning electron microscopy revealed no free carbon nanotube structures from the nanocomposite containing 2%carbon nanotubes in the filter samples or many particle sampler samples after abrasion. After watching this video, you should have a good understanding of how evaluate nanomaterial release in the case of abrasion of nanocomposite materials.

Research

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