Bir Chamber Sistemi Kullanarak nanomaterial İçeren Bir Kompozit gelen Nanopartikül Release Test
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
21. yüzyılda en önemli teknolojilerden biri olarak nanoteknolojinin hızlı gelişimi ile, nanomalzemeleri içeren tüketici ürünlerinin güvenliği ilgi de artmaktadır. nanomalzemeleri içeren ürünlerden nano malzeme salınımını Değerlendirilmesi bu ürünlerin güvenliğini değerlendirmek çok önemli bir adım olduğunu ve nano malzeme salınımı değerlendirilmesi standartlaştırılması için tutarlı ve güvenilir teknolojileri geliştirmek için çeşitli uluslararası çabalara yol açmıştır. Bu çalışmada, nanomalzemeleri içeren ürünlerden nanomateryallerin bırakma elektron mikroskobu analizi için filtre örnekleri toplamak için bağlantı noktalarını bir yoğunlaşma partikül sayacı, optik parçacık sayacı içeren bir odacık sistemi kullanılarak, ve örnekleme değerlendirilir. Önerilen haznesi sistemi nano malzeme salma kabul edilebilir bir aralıkta tekrarlanabilir ve tutarlı olup olmadığını belirlemek için bir abrasor ve disk tipi, nanokompozit materyal, örnekler kullanılarak test edilir.Test sonuçları, her test parçacıkların sayısı birkaç denemeden sonra ortalama% 20 olduğunu gösteriyor. bırakma eğilimleri benzer ve çok iyi tekrarlanabilirlik göstermektedir. Bu nedenle, önerilen haznesi sisteminin etkin nanomalzemeleri içeren ürünlerin nano malzeme salım testleri için de kullanılabilir.
Introduction
Tüketici maruziyeti yoğun çalışma yapılmamıştır ise nano malzeme maruz çoğunlukla, taşıma imalatı ve nanomalzemeleri ambalaj, imalat işyerlerinde işçilere ilişkin olarak incelenmiştir. Nanoteknoloji Uluslararası Konseyi (ICON) tarafından oluşturulan çevre ve sağlık edebiyat veritabanı güncel bir analizi de çoğu nano malzeme güvenlik araştırması temsil nanokompozit gelen serbest bırakılması ile, tehlikeler (% 83) ve potansiyel maruz kalma (% 16) odaklanmıştır belirtti sadece 0,8,% 1 temsil tüketici maruziyetini. Böylece, çok az Nanomalzemelerin tüketici maruz kalma hakkında bilinmektedir.
Nanoparçacık bırakma aşınmaya dahil ve nanokompozitler, yıkama tekstil, ya da dönen tambur yöntemi olarak dustiness test yöntemleri, girdap sallayarak yöntemi ve diğer çalkalama yöntemleri 2-3 ayrışma simülasyon çalışmaları, tüketici maruziyetini tahmin etmek için kullanılır olmuştur. Ayrıca, çeşitli uluslararasıBöyle ILSI (Uluslararası Yaşam Bilimleri Enstitüsü) nanorelease ve AB NanoReg olarak girişimleri, tüketici ürünlerinde kullanılan nanomaddelerin serbest bırakılmasını anlamak için teknoloji geliştirmek için yapılmıştır. 2011 yılında başlatılan ILSI nanorelease tüketici ürünü faz 1 nano malzeme seçimi içeren tüketici ürünleri, gelen nano malzeme açıklamasına bir yaşam döngüsü yaklaşımı temsil, faz 2 değerlendirme yöntemleri kapsar ve faz 3 laboratuvarlar arası çalışmalar uygular. Tüketici ürünlerinde nanomateryallerin güvenliğine ilişkin çeşitli monografi ve yayınlar da 4-6 yayınlandı.
Bu arada, NanoReg imal Nanomalzemelerin düzenleyici test için ortak bir Avrupa yaklaşımı temsil ve simülasyon kullanılmak üzere yöntemlerin bir program 2. ISO TC 229, aynı zamanda tüketici güvenliği ile ilgili standartlarını geliştirmek için çalışıyor tüketici ürünleri nanorelease ve yeni bir göndermek için yaklaşımlar sağlar tüketici güvenliği için çalışma madde önerisi. OECD WPMN (workiNanomalzemelerin üzerinde parti), maruziyet değerlendirmesi ve maruziyet azaltım özellikle SG8 (yönlendirme grubu) ng, son zamanlarda gelecekteki çalışmaları, özellikle tüketici ve çevre maruziyet değerlendirme yönünde bir anket düzenledi. Bu nedenle, bu uluslararası faaliyetleri ışığında, Ticaret, Sanayi ve Enerji Kore Bakanlıklar 2013 yılında katmanlı bir proje "Nanomalzemelerin ve nanoproducts güvenlik değerlendirme ve standardizasyon teknolojileri Geliştirilmesi" üzerinde duruldu başlattı. Ayrıca, çeşitli tüketici güvenlikle ilgili çalışmalar tüketici ürünleri nano malzeme sürüm ayrıca 7-8 yayınlanmıştır standardize etmek.
Bir aşınma testi farklı ticari kompozit ürünlerin nanopartiküllerin potansiyel emisyon seviyesini belirlemek için ILSI nanorelease ve NanoReg 2-3 dahil simülasyon yaklaşımlardan biridir. kütle ağırlık kaybı önce ve Abras sonra numune ağırlığı arasındaki farka göre çıkarılıriyonu abrasor kullanılmıştır. Nano bileşiği Örnek sabit bir hızda aşındırılır, bir örnekleme aerosol emer ve tanecikler daha sonra bu tür bir yoğunlaştırma Parçacık Sayacı (TBM) veya optik partikül sayacı (OPC) partikül sayım cihazlarını, kullanılarak analiz ve TEM ile toplanır ek görüntü analiz için (transmisyon elektron mikroskopisi) ızgara ya da zar. Ancak, nanokompozit malzemeler için bir aşınma testi yapılması parçacık bir aşınma sonucu gibi şarj nedeniyle zor tutarlı bir nanoparçacık açıklaması gerektirir parçacık numune alma emisyon noktası 2-3, 9-11 yakın yapılır zaman.
Bu duruma göre, bu çalışma nanokompozit materyallerin aşınma durumunda nano malzeme serbest değerlendirmek için yeni bir yöntem olarak bir bölme sistemi sunulur. diğer aşınma ve simülasyon testleri ile karşılaştırıldığında, önerilen kamara sistemi aşınma durumunda tutarlı nanoparçacık bırakma verileri sağlar. Ayrıca, bu yeni test yöntemitoplam partikül sayısı sayma yöntemi olarak iç hava kalitesi ve yarı davranış sanayi alanında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır 12, 13. nedenle, önerilen yöntem içeren tüketici ürünleri test nanoparçacık serbest bırakılması için bir standart yöntem haline edilebileceğini tahmin edilmektedir nanomalzemeler.
Protocol
Representative Results
Discussion
bir sürtünmeyle aşınma testi kullanılarak nanokompozit materyaller ile ilgili nanorelease testi yöneten en kritik adım vardı: 1) aşınma ile oluşturulan elektrostatik yük kaldırma ve oda duvarları parçacıkların birikmesini azaltmak için nötralizatör paslanmaz çelikten bir bölme sistemi ile; 2) daha iyi tanecik süspansiyon sağlamak için ek hava sağlamak; ve 3) üç delikli plakadan oluşan bir karıştırıcı bulunan çıkış bir TBM ve OPC kullanılarak serbest parçacıklar ve çevrimiçi izl…
Divulgaciones
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 |
Referencias
- Froggett, S. J., Clancy, S. F., Boverhof, D. R., Canady, R. A. A review and perspectives of existing research on the release of nanomaterials from solid nanocomposites. Part Fibre Toxicol. 11, (2014).
- Kingston, C., Zepp, R., Andrady, A., Boverhof, D., Fehir, R., Hawkins, D. Release characteristics of selected carbon nanotube polymer composites. Carbon. 68, 33-57 (2014).
- Kaiser, D., Stefaniak, A., Scott, K., Nguyen, T., Schutz, J. . Methods for the Measurement of Release of MWCNTs from MWCNT-Polymer Composites, NIST. , (2014).
- Nowack, B., David, R. M., Fissan, H., Morris, H., Shatkin, J. A., Stintz, M. Potential release scenarios for carbon nanotubes used in composites. Environ. Int. 59, 1-11 (2013).
- Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. Case Study on Risk Evaluation of Silver Nanoparticle Exposure from Antibacterial Sprays Containing Silver Nanoparticles. J of Nanomaterial. , 346586 (2015).
- Kim, E., Lee, J. H., Kim, J. K., Lee, G. H., Ahn, K., Park, J. D. Case study on risk evaluation of printed electronics using nanosilver ink. Nano Convergence. , (2016).
- Vorbau, M., Hillemann, L., Stintz, M. Method for the characterization of the abrasion induced nanoparticle release into air from surface coatings. J. Aerosol Sci. 40, 209-217 (2009).
- Golanski, L., Gaborieau, A., Guiot, A., Uzu, G., Chatenet, J., Tardif, F. Characterization of abrasion-induced nanoparticle release from paints into liquids and air. J. Phys. Conf. Ser. 304, 012062 (2011).
- Wohlleben, W., Brill, S., Meier, M. W., Mertler, M., Cox, G., Hirth, S. On the lifecycle of nanocomposites: Comparing released fragments and their in-vivo hazards from three release mechanisms and four nanocomposites. Small. 7, 2384-2395 (2011).
- . . ISO 7784-1, Paints and varnishes — Determination of resistance to abrasion — Part 1: Rotating abrasive-paper-covered wheel method. , (1997).
- . . ISO 5470-1, Rubber- or plastics-coated fabrics — Determination of abrasion resistance — Part 1: Taber abrader. , (1999).
- Schlagenhauf, L., Chu, B. T. T., Buha, J., Nüsch, F., Wang, J. Release of carbon nanotubes from an epoxy-based nanocomposites during an abrasion process. Enviorn. Sci. Tech. 46, 7366-7372 (2012).
- Bello, D., Wardle, B. L., Yamamoto, N., deVilloria, R. G., Garcia, E. J., Hart, A. J. Exposure to nanoscale particles and fibers during machining of hybrid advanced composites containing carbon nanotubes. J. Nanopart. Res. 11, 231-249 (2009).
- Cena, L. G., Peters, T. M. Characterization and control of airborne particles emitted during production of epoxy/carbon nanotube nanocomposites. J. Occup. Environ. Hyg. 8, 86-92 (2011).
