Summary

Ensayo de liberación de nanopartículas a partir de un compuesto que contiene nanomaterial usar un sistema de Cámara

Published: November 22, 2016
doi:

Summary

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.

Abstract

Con el rápido desarrollo de la nanotecnología como una de las tecnologías más importantes del siglo 21, el interés en la seguridad de productos de consumo que contengan nanomateriales también está aumentando. La evaluación de la liberación de nanomateriales a partir de productos que contienen nanomateriales es un paso crucial en la evaluación de la seguridad de estos productos, y ha dado lugar a varios esfuerzos internacionales para desarrollar tecnologías coherentes y fiables para la normalización de la evaluación de la liberación de los nanomateriales. En este estudio, la liberación de los nanomateriales de productos que contienen nanomateriales se evalúa utilizando un sistema de cámara que incluye un contador de partículas de condensación, contador de partículas óptico, y el muestreo de los puertos para recoger muestras de filtro para el análisis de microscopía electrónica. El sistema de cámara de propuesta es probada usando un abrasor y de tipo disco muestras de material nanocompuesto para determinar si la liberación nanomaterial es repetible y consistente dentro de un rango aceptable.Los resultados de la prueba indican que el número total de partículas en cada prueba está dentro de 20% de la media después de varios ensayos. Las tendencias de liberación son similares y muestran muy buena repetibilidad. Por lo tanto, el sistema de cámara propuesta puede ser utilizado con eficacia para la liberación nanomaterial de productos que contienen nanomateriales.

Introduction

la exposición nanomaterial en su mayoría se ha estudiado en relación con los trabajadores en los lugares de trabajo de fabricación, manipulación, fabricación, envasado y nanomateriales, mientras que la exposición de los consumidores no se ha estudiado ampliamente. Un análisis reciente de la base de datos del medio ambiente y la literatura de salud creada por el Consejo Internacional de Nanotecnología (ICON) también indicó que la mayor investigación sobre la seguridad de los nanomateriales se ha centrado en los riesgos (83%) y la exposición potencial (16%), con el lanzamiento de nanocompuestos, lo que representa exposición de los consumidores, que representa solamente el 0,8% 1. De este modo, se sabe muy poco acerca de la exposición del consumidor a los nanomateriales.

Liberación de nanopartículas se ha utilizado para estimar la exposición de los consumidores en los estudios de simulación, incluyendo la abrasión y resistencia a la intemperie de nanocompuestos, lavado de textiles, o pulverulencia métodos de prueba, tales como el método de tambor giratorio, el método de agitación de vórtice, y otros métodos de agitador 2-3. Además, varias organizaciones internacionalesintentos, como el nanorelease ILSI (International Life Science Institute) y NanoReg de la UE, se han hecho para desarrollar la tecnología para entender la liberación de los nanomateriales utilizados en productos de consumo. El producto nanorelease consumidor ILSI lanzado en 2011 representa un enfoque de ciclo de vida a la liberación de nanomateriales a partir de productos de consumo, donde la fase 1 implica la selección nanomaterial, fase 2 se refiere a los métodos de evaluación, y la fase 3 implementa estudios entre laboratorios. Varias monografías y publicaciones sobre la seguridad de los nanomateriales en productos de consumo también han sido publicados 4-6.

Mientras tanto, NanoReg representa un enfoque común europeo para el análisis reglamentario de los nanomateriales manufacturados y ofrece un programa de métodos para su uso en la simulación se acerca a nanorelease de productos de consumo 2. ISO TC 229 también está tratando de desarrollar las normas pertinentes para la seguridad del consumidor y presentar una nueva propuesta de posiciones de trabajo para la seguridad del consumidor. El WPMN OCDE (working partido en nanomateriales), especialmente SG8 (grupo de dirección en la evaluación de la exposición y la mitigación de la exposición), llevado a cabo recientemente una encuesta sobre la dirección de los trabajos futuros, especialmente de los consumidores y la evaluación de la exposición del medio ambiente. Por lo tanto, a la luz de estas actividades internacionales, los Ministerios de Corea de Comercio, Industria y Energía puso en marcha un proyecto escalonado en 2013 se centró en el "Desarrollo de tecnologías para la evaluación de la seguridad y la normalización de los nanomateriales y nanoproductos". Además, varios estudios relevantes para la seguridad de los consumidores para estandarizar la liberación de nanomateriales a partir de productos de consumo también han sido publicados 7-8.

Una prueba de abrasión es uno de los enfoques de simulación incluido en el nanorelease ILSI y NanoReg 2-3 para la determinación del nivel de emisión de potencial de las nanopartículas de diferentes productos compuestos comerciales. La pérdida de peso de masa se deduce basa en la diferencia en el peso de la pieza antes y después de Abrasion usando un abrasor. La muestra de nanocompuesto se desgasta a una velocidad constante, un muestreador chupa el aerosol, y las partículas son entonces analizado utilizando dispositivos de conteo de partículas, tales como un contador de partículas de la condensación (CPC) o contador de partículas óptico (OPC), y se recoge en un TEM (microscopía electrónica de transmisión) de rejilla o membrana para su posterior análisis visual. Sin embargo, la realización de un ensayo de abrasión de materiales nanocompuestos requiere una liberación de nanopartículas consistente, que es difícil debido a las partículas de carga como resultado de la abrasión y cuando la toma de muestras de partículas se lleva a cabo cerca del punto de emisión 2-3, 9-11.

En consecuencia, este trabajo presenta un sistema de cámara como un nuevo método para evaluar la liberación de nanomateriales en el caso de la abrasión de materiales nanocompuestos. Cuando se compara con otros ensayos de abrasión y de simulación, el sistema de cámaras propuesto proporciona datos de liberación de nanopartículas consistentes en el caso de la abrasión. Por otra parte, este nuevo método de pruebase ha utilizado ampliamente en el campo de la calidad del aire interior y la industria semi-conducta como el número total de partículas método de recuento 12, 13. Por lo tanto, se anticipa que el método propuesto puede ser desarrollado en un método estandarizado para la liberación pruebas de nanopartículas a partir de productos de consumo que contienen nanomateriales.

Protocol

1. Preparación de Instrumentos y muestras abrasor Basado en un probador de la abrasión, utilizar un abrasor con una etapa de rotación de muestras (140 mm de diámetro), dos soportes de las ruedas de abrasión, y una velocidad de rotación de 30 – 80 rpm. Utilice un peso para asegurar la rueda de abrasión al soporte de la rueda a la abrasión, que también se aplica carga a la muestra de ensayo. Instalar una entrada de aire adicional para proporcionar una mejor…

Representative Results

Prueba de abrasión de repetibilidad con sistema de cámaras El número total de partículas fueron consistentes para 8 ensayos de abrasión, como se muestra en la Tabla 3. El CPC mide un promedio de 3,67 x 10 9 partículas, mientras que el OPC contó una media de 1,98 x 10 9 partículas (> 0,3 m). Las desviaciones fueron dentro del 20%, lo que representó una liberación constante de par…

Discussion

Los pasos más críticos en la realización de la prueba nanorelease de materiales nanocompuestos usando un ensayo de abrasión fueron: 1) usando un sistema de cámara de acero inoxidable con un neutralizador para eliminar la carga electrostática generada por la abrasión y reducir la deposición de partículas en las paredes de la cámara; 2) el suministro de aire adicional para proporcionar una mejor suspensión de partículas; y 3) el muestreo de las partículas liberadas y monitoreo en línea utilizando un CPC y OP…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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 & Energy.

Materials

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

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Lee, G. H., Ahn, K., Yu, I. J. Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System. J. Vis. Exp. (117), e54449, doi:10.3791/54449 (2016).

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