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.
Med den raske utviklingen av nanoteknologi som en av de viktigste teknologier i det 21. århundre, er interessen for sikkerheten til forbrukerprodukter som inneholder nanomaterialer også økende. Evaluering av nanomaterial utgivelsen fra produkter som inneholder nanomaterialer er et viktig skritt i å vurdere sikkerheten av disse produktene, og har resultert i flere internasjonale arbeidet med å utvikle konsekvente og pålitelige teknologier for å standardisere vurderingen av nanomaterial utgivelse. I denne studien blir frigjøring av nanomaterialer fra produkter som inneholder nano evaluert ved hjelp av et kammersystem som innbefatter en kondensepartikkelteller, optisk partikkelteller, og prøvetakingsportene for å samle filterprøver for elektronmikroskopi-analyse. Den foreslåtte kammersystem er testet ved hjelp av en abrasor og plate-type nanokompositt materiale prøver å finne ut om nanomaterial utgivelsen er repeterbare og konsekvent innenfor et akseptabelt område.Testresultatene indikerer at det totale antall partikler i hver test er innenfor 20% fra gjennomsnittet etter flere forsøk. Frigjørings trendene er de samme, og de viser meget god repeterbarhet. Derfor kan den foreslåtte kammersystemet brukes effektivt for nanomaterial frigivelse testing av produkter som inneholder nanomaterialer.
Nanomaterial eksponeringen har stort sett blitt studert i forhold til arbeidstakere på arbeidsplasser produksjon, håndtering, fabrikasjon og emballasje nanomaterialer, mens forbrukereksponering ikke har blitt studert inngå. En fersk analyse av miljø- og helselitteraturdatabase opprettet av International Council of Nanoteknologi (ICON) viste også at de fleste nanomaterial sikkerhet forskning har fokusert på farer (83%) og potensiell eksponering (16%), med utgivelsen fra nanocomposites, som representerer forbrukernes eksponering, kun representerer 0,8% 1. Dermed svært lite er kjent om forbrukernes eksponering for nanomaterialer.
Nanopartikkel frigivelse er blitt brukt til å estimere forbruker eksponering i simuleringsstudier, inkludert slitasje og forvitring av nanokompositter, tekstiler vasking, eller Støv testmetoder, som for eksempel den roterende trommel metode, vortex risting metode og andre metoder shaker 2-3. Plus, flere internasjonaleforsøk, som ILSI (International Life Science Institute) nanorelease og EU NanoReg, har blitt gjort for å utvikle teknologi for å forstå utgivelsen av nanomaterialer brukes i forbrukerprodukter. Den ILSI nanorelease forbrukerprodukt lansert i 2011 representerer en livssyklustilnærming til nanomaterial utslipp fra forbrukerprodukter, hvor fase 1 innebærer nanomaterial utvalg, fase 2 dekker evalueringsmetoder, og fase 3 implementerer Interlaboratory studier. Flere monografier og publikasjoner om sikkerheten av nanomaterialer i forbrukerprodukter har også blitt publisert 4-6.
Samtidig representerer NanoReg en felles europeisk tilnærming til regulatoriske testing av produsert nanomaterialer og tilbyr et program av metoder for bruk i simulering tilnærminger til nanorelease fra forbrukerprodukter 2. ISO TC 229 er også i ferd med å utvikle standarder som er relevante for forbrukernes sikkerhet og sende inn en ny arbeids element forslag til forbrukernes sikkerhet. OECD WPMN (working fest på nanomaterialer), spesielt SG8 (styringsgruppe på eksponeringsvurdering og eksponering mitigation), har nylig gjennomført en undersøkelse om retning av fremtidig arbeid, spesielt forbruker og miljøeksponeringsvurdering. Derfor, i lys av disse internasjonale aktiviteter, den koreanske departementene for Handel, Industri og Energi lanserte en lagdelt prosjekt i 2013 fokusert på "Utvikling av teknologier for sikkerhetsvurdering og standardisering av nanomaterialer og nanoprodukter". Plus, flere forbrukersikkerhetsrelevante studier for å standardisere nanomaterial utslipp fra forbrukerprodukter har også blitt publisert 7-8.
En slitasjetest er en av de simuleringstilnærmingsmåter som inngår i ILSI nanorelease og NanoReg 2-3 for å bestemme den potensielle emisjonsnivået av nanopartikler fra forskjellige kommersielle komposittprodukter. Massen vekttap blir utledet basert på forskjellen i prøven vekt før og etter abrasion hjelp av en abrasor. Nanokompositten Prøven blir slipt med en konstant hastighet, suger en sampler opp aerosolen, og partiklene blir deretter analysert ved hjelp av partikkeltelleinnretninger, slik som et kondensasjonsprodukt partikkelteller (CPC) eller optisk partikkelteller (OPC), og oppsamlet på en TEM (transmisjonselektronmikroskopi) rutenett eller membran for videre visuell analyse. Imidlertid, gjennomfører en slitasjetest for nanocomposite materialer krever en konsistent nanopartikkel frigivelse, som er vanskelig på grunn av partikkellade som et resultat av slitasje, og når partikkelprøver er utført i nærheten av emisjonspunktet 2-3, 9-11.
Følgelig presenterer dette papiret et kammersystem som en ny metode for å evaluere nanomaterial frigivelse i tilfelle av slitasje av nanocomposite materialer. Sammenlignet med andre slitasje og simuleringstester, gir det foreslåtte kammersystemet konsistente nanopartikkelfrigjøringsdata i tilfelle av slitasje. Dessuten, denne nye testmetodenhar blitt brukt mye på området inneklima og semi-adferd næringen som total partikkel antall tellemetoden 12, 13. Derfor er det forventet at den foreslåtte fremgangsmåte kan utvikles til en standardisert metode for testing av nanopartikkel-frigjøring fra forbrukerprodukter innehold nanomaterialer.
De mest kritiske trinn når de driver den nanorelease testen fra nanocomposite materialer ved hjelp av en slitasjetest var: 1) ved bruk av et kammersystem laget av rustfritt stål med et nøytraliseringsmiddel for å fjerne den elektrostatiske ladning som genereres ved slitasje og redusere avsetning av partikler på kammerveggene; 2) å tilføre ekstra luft for å gi bedre partikkel suspensjon; og 3) prøvetaking utgitt partikler og online overvåking ved hjelp av en CPC og OPC fra stikkontakten som inneholdt en mikser …
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |