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. Preparazione di strumenti e campioni <ol><li> abrasore <ol><li> Sulla base di un tester di abrasione, utilizzare un abrasore con uno stadio di rotazione del campione (140 mm di diametro), due supporti delle ruote all&#39;abrasione, e una velocità di rotazione di 30 - 80 rpm. </li><li> Utilizzare un peso per fissare la ruota abrasione al titolare della ruota abrasione, che si applica anche carico al provino. </li><li> Installare una presa d&#39;aria supplementare per fornire una migliore sospensione per le particelle abrasa, come mostrato in figura 3. Utilizzare un 1/8 &quot;del diametro del tubo situato a 15 mm al di sopra e lontano dal centro del provino 40 mm. </li></ol></li><li> ruota di abrasione <ol><li> Avvolgere la ruota abrasione (diametro 55 mm, spessore 13 mm), con carta abrasiva (grana 100 e nuovo di zecca). </li></ol></li><li> Campione <ol><li> Esemplare è un composto contenente nanomateriali per prova di abrasione. Per installato abrasore, il campione dovrebbe essere il motto di spirito preparatoh 140 mm di diametro. </li></ol></li><li> Camera <ol><li> Utilizzare acciaio inox per le pareti della camera per evitare il deposito di particelle a causa di forza elettrostatica. Posizionare il abrasore all&#39;interno della camera (volume 1 m 3) (Tabella 1), e individuare l&#39;ingresso e l&#39;uscita nella parte superiore e inferiore della camera, rispettivamente. Utilizzare un miscelatore, costituito da tre piastre forate, all&#39;uscita dell&#39;aria per ottenere un flusso di particelle uniformemente miscelato. </li></ol></li><li> Neutralizer <ol><li> Come particelle elettrostaticamente caricata aumentano deposito di particelle sulle pareti della camera, utilizzare un neutralizzatore (raggi X molli ionizzatore) per minimizzare lo stato carica delle particelle. </li></ol></li><li> Strumenti di misura linea 12, 13 <ol><li> Utilizzare un CPC e OPC per misurare la concentrazione del numero di particelle e la distribuzione delle dimensioni delle particelle secondo le istruzioni del produttore. </li><li> Installare il CPC e OPC al Outlet della camera per la misura della concentrazione del numero di particelle e la distribuzione granulometrica. </li></ol></li><li> Strumenti campionamento delle particelle <ol><li> Assaggiate le particelle rilasciate utilizzando un supporto di filtro di prelievo delle particelle che contengono o una griglia TEM per analizzare la morfologia delle particelle e componenti. </li><li> Installare i mezzi filtranti campionatore di particelle contenenti o una griglia TEM all&#39;uscita della camera di analizzare la morfologia delle particelle di rilascio. </li></ol></li></ol> 2. prova di abrasione per nanoparticelle di uscita Utilizzando Sistema Camerale NOTA: Le condizioni di prova di abrasione sono descritte in Tabella 2. <ol><li> Individuare il abrasore nel centro della camera. </li><li> Installare il provino sul palco di rotazione del campione del abrasore. </li><li> Bloccare le ruote abrasione dei supporti delle ruote abrasione con un peso di 1000 g per applicare il carico al provino. </li><li> Individuare il neutralizzatore (raggi X molli ionizzatore)28 cm di distanza dal centro del provino a 45 °, come mostrato nella figura 2, per ridurre la deposizione delle particelle elettrostatiche sulle pareti della camera. NOTA: Il neutralizzatore elimina la forza elettrostatica in caso di esposizione del fascio. Tuttavia, poiché le ruote di ingresso e abrasione si trovano sopra la fase di rotazione del campione, ciò limita l&#39;accesso del fascio neutralizzatore alla superficie del provino. Pertanto, il neutralizzatore si trova diagonalmente che il raggio di raggiungere il più della superficie del campione possibile. </li><li> Azionare il soffiatore installato all&#39;uscita della camera ad una velocità di flusso / min 50 L. </li><li> Alimentazione 25 L / min d&#39;aria supplementare sospensione priva di particelle utilizzando un compressore d&#39;aria attraverso la presa d&#39;aria supplementare. NOTA: Le particelle, che sono generati da abrasione, sono stati depositati sulla superficie delle ruote campione e all&#39;abrasione, fortemente. Pertanto, è difficile misurare le particelle abrasa. La presa d&#39;aria supplementare può help per risolvere questo problema di sospensione di particelle. </li><li> Controllare il fondo particelle concentrazione del numero all&#39;interno della camera per raggiungere una concentrazione media del numero di particelle per 1 h di sotto di 1 # / cc con CPC, come descritto nella Figura 4. </li><li> Azionare la fase di rotazione del campione del abrasore utilizzando un motore passo-passo che ruota la fase di rotazione del campione a 72 giri al minuto con 1.000 rotazioni. </li><li> Misurare e registrare la distribuzione delle particelle liberato concentrazione numero e la dimensione delle particelle utilizzando il CPC e OPC. NOTA: Le particelle rilasciate dai nanocompositi sono sospese e trasportato dall&#39;aria che viene pompato. Queste particelle sospese vengono infine trasportati alla presa in seguito alla corrente d&#39;aria. Le particelle rilasciate vengono quindi rilevati dal CPC e OPC all&#39;uscita della camera. Un CPC e OPC sono più frequentemente utilizzati per misurare la particella concentrazione del numero, mentre un OPC può anche misurare la distribuzione delle dimensioni delle particelle. </li><li> SampLe particelle rilasciate utilizzando un campionatore di particelle contenenti materiali filtranti o una griglia TEM. NOTA: Le particelle rilasciate da nanocompositi per abrasione passaggio alla uscita della camera seguendo la corrente d&#39;aria. All&#39;uscita della camera, le particelle rilasciate possono essere campionati utilizzando un campionatore di particelle. Le particelle rilasciate raccolti su supporti filtro o una griglia TEM possono poi essere analizzati utilizzando TEM o SEM (microscopia elettronica a scansione). </li><li> Arrestare la misura e campionamento quando la concentrazione del numero di particelle raggiunge inferiore allo 0,1% del picco di particelle concentrazione del numero. </li><li> Salvare i tutti i dati (CPC, OPC) e rimuovere tutti i campioni (provini). </li><li> Utilizzare un nuovo campione e nuove ruote abrasione per ogni prova, e lavare la camera e abrasore con Kimwipes e IPA (alcool isopropilico) dopo ogni prova di abrasione per confermare la ripetibilità. </li></ol>

<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>

The authors have nothing to disclose.

Le fasi più critiche quando effettuano il test nanorelease da materiali nanocompositi utilizzando una prova di abrasione erano: 1) usando un sistema a camera in acciaio inossidabile con un neutralizzatore per rimuovere la carica elettrostatica generata da abrasione e ridurre la deposizione delle particelle sulle pareti della camera; 2) la fornitura di aria supplementare per fornire una migliore sospensione di particelle; e 3) il campionamento delle particelle rilasciate e il monitoraggio on-line utilizzando un CPC e OPC dalla presa che conteneva un mixer costituito da tre piastre forate. Il tester di abrasione è stato originariamente progettato per valutare la resistenza all&#39;abrasione in base a ISO 7784-1 o ISO 5470-1 14-15. Tester all&#39;abrasione sono ora ampiamente utilizzate per simulare i processi di levigatura e studiare le resistenze di abrasione dei materiali e dei rivestimenti, e tali metodi di abrasione sono stati modificati per esaminare il rilascio di nanoparticelle di materiali nanocompositi 9-11. Una prova di abrasione è anche uno deila simulazione approcci incluso nel NanoReg UE 2. Tuttavia, eseguendo un test di abrasione per materiali nanocompositi richiede una versione nanoparticella coerente, che è difficile a causa di particelle di carica a seguito di abrasione e quando il campionamento delle particelle è condotto in prossimità del punto di emissione. Pertanto, l&#39;impostazione di una prova di abrasione camera proposto risolve questi problemi neutralizzando particelle e campionamento a valle della presa camera contenente un mixer, ottenendo così un rilascio costante delle particelle da campioni nanocompositi. Molti tentativi sono già stati fatti per identificare CNT liberi rilasciati da materiali nanocompositi. Ad esempio, nanocompositi epossidici contenenti CNT sono stati testati per il rilascio di nanotubi di carbonio mediante processi di abrasione. Come risultato, microscopia elettronica a trasmissione (TEM) l&#39;osservazione indicato l&#39;emissione di free-standing singoli CNT e agglomerati durante all&#39;abrasione 16 </sup&gt;. Al contrario, non CNT libere o in bundle sono state osservate in esami al microscopio elettronico di due diversi materiali compositi ibridi Cnt (compositi CNT-carbonio e CNT-allumina compositi) nel corso di un processo di lavorazione, come ad esempio asciutto e bagnato banda di taglio e taglio rotante 17. Nel frattempo, un altro studio nanocompositi CNT-resina epossidica ha mostrato che le particelle generate durante la levigatura erano per lo più particelle micron dimensioni con sporgenti CNT e non CNT free 18. L&#39;attuale studio di nanocompositi all&#39;abrasione anche trovato nessuna generazione di CNT liberi quando valutato da un ampio microscopia elettronica. Nonostante, le strutture CNT emessi saranno diversi a seconda di molti fattori, come il processo meccanico, il metodo di fabbricazione del nanocomposito, varietà di contenuti CNT e CNT nel composito e resina. Un sistema camerale è già stato utilizzato per valutare la nanorelease da altri prodotti contenenti nanomateriali. Per esempio, per valutare il rischio di nano argentol&#39;esposizione delle particelle da spray antibatterici contenenti nanoparticelle d&#39;argento, una camera è stato utilizzato con successo per simulare l&#39;esposizione a nanoparticelle d&#39;argento 7. Inoltre, per superare le difficoltà legate con la conduzione di studi di valutazione dell&#39;esposizione sul posto di lavoro, sono stati condotti studi di simulazione in una camera per valutare il grado di esposizione delle nanoparticelle d&#39;argento quando si lavora con i dispositivi elettronici stampati con inchiostro nanosilver. In questo caso, un sistema di camera contenente un dispositivo elettronico stampato e tutti gli strumenti di campionamento descritti nel presente documento hanno mostrato di essere efficace per argento simulazione studi di valutazione dell&#39;esposizione nanoparticelle 8. Pertanto, il proposto protocollo metodo della camera non si limita al test di abrasione, ma può anche essere applicato ad altri studi di simulazione per identificare rilascio nanoparticelle a prodotti contenenti nanomateriali o nanocompositi. Pertanto, nel loro insieme, il protocollo proposto di utilizzareun sistema di camere può essere utilizzato per valutare la sicurezza dei prodotti di consumo contenenti nanomateriali simulando i processi di gestione e di produzione di molti prodotti contenenti nanomateriali. In particolare, i risultati costanti dal sistema camerale proposto in termini di rilascio di particelle dai prodotti contribuiranno a valutare il rischio di esposizione ai nanomateriali liberate dai prodotti. Il futuro intenzione è di standardizzare questo protocollo con l&#39;applicazione estesa per altri nanocompositi o prodotti di consumo contenenti nanomateriali, al fine di caratterizzare l&#39;esposizione umana e ambientale attraverso il ciclo di vita dei nanomateriali e di fornire uno strumento per la valutazione del rischio.

esposizione nanomateriale è stato per lo più studiata in relazione ai lavoratori nei luoghi di lavoro di produzione, la manipolazione, la fabbricazione, il confezionamento e nanomateriali, mentre l&#39;esposizione del consumatore non è stata ampiamente studiata. Una recente analisi della banca dati ambientali e la letteratura di salute creato dal Consiglio Internazionale del Nanotechnology (ICON) ha inoltre indicato che la maggior parte ricerca sulla sicurezza dei nanomateriali è concentrata sui rischi (83%) e l&#39;esposizione potenziale (16%), con il rilascio di nanocompositi, che rappresenta esposizione dei consumatori, che rappresenta solo lo 0,8% 1. Così, molto poco si sa circa l&#39;esposizione dei consumatori ai nanomateriali. Rilascio delle nanoparticelle è stato utilizzato per stimare l&#39;esposizione dei consumatori in studi di simulazione, tra cui la all&#39;abrasione e agli agenti atmosferici di nanocompositi, tessuti di lavaggio, o metodi polverosità test, come ad esempio il metodo di tamburo rotante, metodo vortice agitazione, e altri metodi shaker 2-3. In più, molti internazionaletentativi, come il nanorelease ILSI (International Life Science Institute) e NanoReg UE, sono stati fatti per sviluppare la tecnologia per comprendere il rilascio di nanomateriali utilizzati nei prodotti di consumo. Il prodotto nanorelease consumo ILSI lanciato nel 2011 rappresenta un approccio del ciclo di vita per il rilascio nanomateriale dai prodotti di consumo, in cui la fase 1 comporta la selezione nanomateriale, la fase 2 riguarda i metodi di valutazione, e la fase 3 implementa studi interlaboratorio. Diverse monografie e pubblicazioni sulla sicurezza dei nanomateriali nei prodotti di consumo sono stati pubblicati 4-6. Nel frattempo, NanoReg rappresenta un approccio comune europeo per il collaudo normativo di nanomateriali fabbricati e fornisce un programma di metodi per l&#39;uso nella simulazione si avvicina a nanorelease dai prodotti di consumo 2. ISO TC 229 sta anche cercando di sviluppare norme rilevanti per la sicurezza dei consumatori e presentare una nuova proposta oggetto di lavoro per la sicurezza dei consumatori. L&#39;OCSE WPMN (working partito sui nanomateriali), in particolare SG8 (gruppo direttivo sulla valutazione dell&#39;esposizione e la mitigazione di esposizione), ha recentemente condotto un sondaggio sulla direzione dei lavori futuri, in particolare dei consumatori e valutazione dell&#39;esposizione ambientale. Pertanto, alla luce di queste attività internazionali, i Ministeri coreani del commercio, dell&#39;industria e dell&#39;energia ha lanciato un progetto a più livelli nel 2013 si è concentrato sulla &quot;Sviluppo di tecnologie per la valutazione della sicurezza e standardizzazione dei nanomateriali e nanoprodotti&quot;. Inoltre, diversi studi rilevanti per la sicurezza dei consumatori per standardizzare il rilascio nanomateriale dai prodotti di consumo sono stati anche pubblicati 7-8. Una prova di abrasione è uno degli approcci di simulazione inclusi nel nanorelease ILSI e NanoReg 2-3 per determinare il livello di potenziale di emissione di nanoparticelle di diversi prodotti composti commerciali. La perdita di peso massa viene dedotta basa sulla differenza di peso del campione prima e dopo abrasionico usando una abrasore. Il campione nanocomposito viene abrasa a velocità costante, un campionatore aspira l&#39;aerosol e le particelle vengono quindi analizzati utilizzando dispositivi di conteggio delle particelle, ad esempio un contatore di condensa particelle (CPC) o contatore ottico di particelle (OPC), e raccolto su un TEM (microscopia elettronica a trasmissione) griglia o membrana per ulteriori analisi visiva. Tuttavia, eseguendo un test di abrasione per materiali nanocompositi richiede una versione nanoparticella coerente, che è difficile a causa di particelle di carica a seguito di abrasione e quando il campionamento delle particelle è condotto in prossimità del punto di emissione 2-3, 9-11. Di conseguenza, questo documento presenta un sistema di camere come nuovo metodo per valutare il rilascio nanomateriale nel caso di abrasione di materiali nanocompositi. Quando confrontato con altri test di abrasione e di simulazione, il sistema camerale proposto fornisce i dati di rilascio di nanoparticelle consistenti nel caso di abrasione. Inoltre, questo nuovo metodo di provaè stato utilizzato ampiamente nel campo della qualità dell&#39;aria interna e l&#39;industria semi-condotta come numero totale di particelle metodo di conteggio 12, 13. Pertanto, si prevede che il metodo proposto può essere sviluppato in un metodo standardizzato per il rilascio test nanoparticelle da prodotti di consumo contenenti nanomateriali.

<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

Con il rapido sviluppo delle nanotecnologie, come una delle tecnologie più importanti del 21 ° secolo, l&#39;interesse per la sicurezza dei prodotti di consumo contenenti nanomateriali è in aumento. Valutare il rilascio nanomateriale da prodotti contenenti nanomateriali è un passo cruciale nella valutazione della sicurezza di questi prodotti, e ha portato a numerosi sforzi internazionali per sviluppare tecnologie coerenti e affidabili per uniformare la valutazione del rilascio di nanomateriali. In questo studio, il rilascio di nanomateriali da prodotti contenenti nanomateriali viene valutata utilizzando un sistema di camere che comprende un contatore di particelle di condensazione, contatore ottico di particelle, e il campionamento porte per raccogliere campioni di filtro per l&#39;analisi al microscopio elettronico. Il sistema camerale proposto è stato testato utilizzando un abrasore e il disco di tipo campioni di materiali nanocompositi per determinare se il rilascio nanomateriale è ripetibile e coerente all&#39;interno di un range accettabile.I risultati del test indicano che il numero totale di particelle in ciascuna prova è entro il 20% dalla media dopo diverse prove. Le tendenze di rilascio sono simili e mostrano molto buona ripetibilità. Pertanto, il sistema camerale proposto può essere utilizzato in modo efficace per il controllo del rilascio nanomateriale di prodotti contenenti nanomateriali.

Abrasione test di ripetibilità Utilizzando Sistema Camerale Il numero totale di particelle erano coerenti per 8 test di abrasione, come mostrato nella Tabella 3. Il CPC misurato una media di 3,67 x 10 9 particelle, mentre l&#39;OPC contato una media di 1,98 x 10 9 particelle (&gt; 0,3 micron). Le deviazioni erano meno di 20%, corrispondente ad un rilascio uniforme di particelle durante l&#39;abrasione. Nanorelease da nanocompositi Come mostrato in figura 5, nanocompositi contenenti CNT (nanotubi di carbonio) 0% e il 2% ha mostrato un cerchio 40 mm dal centro dopo abrasione. Dopo l&#39;abrasione, i campioni originali perso circa 0,6 g (1,56%) (Tabella 4). Il nanocompositi contenenti nanotubi di carbonio rilasciato il 12,6% più particelle than il composito di controllo, come mostrato nella Tabella 5. Diversi particelle micrometriche sono stati campionati sul filtro, mentre una griglia TEM è stato utilizzato per campionare le nanoparticelle. La maggior parte delle particelle sono stati strappati particelle dovute all&#39;abrasione, e FE-SEM (microscopia a campo di emissione elettronica a scansione) non ha rivelato strutture CNT gratuite dal nanocompositi contenente 2% CNT nei campioni di filtro (Figura 6) o mini campioni campionatore di particelle dopo abrasione ( Figura 7). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig1.jpg" /> Figura configurazione camera di prova 1. Nanorelease. Questa figura mostra la configurazione del sistema di camera di prova di abrasione, e le specifiche della camera sono riportate nella Tabella 1. Per fornire aria priva di particelle nella camera, un filtro a carbone è stato inserito nella presa d&#39;aria per afflusso guaina dell&#39;aria, mentre un mixer, costituito da tre perfpiastre orated, è stato installato nella presa di ottenere un flusso di particelle uniformemente misto. Per la circolazione dell&#39;aria nella camera, un flussometro orifizio e soffiante sono stati installati al termine dello scarico. Un contatore di particelle di condensazione (CPC) e il contatore ottico di particelle (OPC) sono stati installati a valle del mixer per misurare la concentrazione del numero di particelle e la distribuzione delle dimensioni delle particelle. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig2.jpg" /> Figura 2. Collocamento di neutralizzatore e abrasore. Particelle generate dall&#39;attrito di due diversi materiali sarà molto carica. Pertanto, per ridurre le particelle cariche, un neutralizzatore (raggi X molli ionizzatore) è stato installato. Le specifiche del neutralizzatore sono presentati in Supplement 1. Il neutralizzareR (raggi X molli ionizzatore) era situato 28 cm di distanza dal centro del provino con un angolo di 45 °. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig2large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig3.jpg" /> Figura 3. Configurazione di entrata aria supplementare:. (A) vista frontale (b) vista dall&#39;alto Per il test di abrasione, l&#39;abrasore era situato nel centro della camera. Per fornire una migliore sospensione per le particelle rilasciate da abrasa provino, un flusso d&#39;aria supplementare è stato fornito con un 1/8 &quot;tubo situato a 15 mm al di sopra e lontano dal centro del provino 40mm. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig3large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per visualizzare un più grande versione di questa figura.</a> Figura 4. procedura di prova di abrasione. Prima l&#39;esperimento principale, sono stati preparati gli strumenti e campioni. I valori di fondo della camera, come il VOC, ozono, e polvere, sono stati controllati, e quindi il abrasore con il campione di prova e neutralizzante sono stati collocati nella camera. Per la prova principale, una verifica di zero è stata eseguita in fase di standby avviando e arrestando l&#39;abrasione. Il campionamento è stato effettuato durante la prova di abrasione. Dopo aver rimosso il campione di prova, la camera era preparato per il prossimo test del campione. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig4large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig5.jpg" /> Figura 5. cambiamento tipica in particelle concentrazione del numero durante la prova di abrasione. &lt;/ strong&gt; (a) neutralizzatore off; (B) neutralizzatore on. Questa figura mostra la variazione tipica nella particella concentrazione del numero durante la prova di abrasione. Durante l&#39;abrasione, la concentrazione del numero di particelle è aumentata, mentre dopo l&#39;abrasione, la particella di concentramento numero è diminuito. (A) è la condizione neutralizzatore-off, e (b) è neutralizzatore-condizione. Alla condizione di neutralizzatore-on, la concentrazione del numero di particelle è stato superiore rispetto alla condizione off. Questo perché il neutralizzatore può diminuire la perdita parete particella da ridurre al minimo la stato di carica delle particelle. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig6.jpg" /> Figura 6. nanocompositi contenenti 0% CNT e 2% CNT. </strong&gt; (A e B) non contenenti CNT; (C &amp; D) contenente CNT; (A e C) prima di abrasione; (B &amp; D), dopo abrasione. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig6large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54449/54449fig7.jpg" /> Figura 7. Le particelle campionate su mezzi filtranti. Le particelle rilasciate dal composito mediante abrasione sono stati campionati sul filtro ed analizzati mediante FE-SEM. La maggior parte delle particelle sono stati strappati particelle dovute all&#39;abrasione, e non sono state osservate strutture CNT liberi. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig7large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 8. Le particelle nel campione sulla griglia TEM. Le particelle rilasciate dal nanocomposito per abrasione sono stati campionati in griglia TEM e analizzati mediante FE-SEM. La maggior parte delle particelle sono stati strappati particelle dovute all&#39;abrasione, e non sono state osservate strutture CNT liberi. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54449/54449fig8large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Dimensioni </td><td> 1.000 millimetri x 1.000 mm x 1.000 millimetri (1 m 3), in acciaio inox </td></tr><tr><td> Ventilatore (con filtro HEPA) </td><td> 200 millimetri x 200 mm x 200 mm, 909 W </td></tr><tr><td> Sensore di pressione </td><td> Magnehelic, 0 ~ 100 mmH 2 O </td></tr><tr><td> Filtro (ingresso da camera) </td><td> 320 millimetri x 320 mm x 400 mm, filtro HEPA </td></tr><tr><td> Carbone (ingresso da camera) </td><td> Dia. 90 mm x 260 mm </td></tr></tbody></table> Tabella 1. specifiche da camera per prova di abrasione. HEPA, aria di particelle ad alta efficienza. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Camera </td><td> Ventilazione </td><td> 50 LPM </td></tr><tr><td rowspan="4"> abrasore </td><td> provino </td><td> ⌀140 mm, spessore 3 mm </td></tr><tr><td> ruote all&#39;abrasione </td><td> Carta vetrata (grana 100) (nuovo) </td></tr><tr><td> Rotazione </td><td> 72 giri al minuto, 1.000 rotazioni </td></tr><tr><td> Portata d&#39;aria supplementare (per la sospensione di particelle) </td><td> 25 LPM </td></tr><tr><td> Neutralizzatore (ionizzatore raggi X molli) </td><td> luogo </td><td> 45 gradi, 28 cm (dal centro di provino) </td></tr></tbody></table> Tabella 2. Condizioni di prova di abrasione. LPM, litri per minuto; rpm, giri al minuto. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="5"> A. CPC (condensa contatore di particelle) </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td colspan="4"> Numero di particelle totale [# / cc] </td></tr><tr><td> I dati (x10 9) </td><td> Media ± SD (x10 9) </td><td> + 20% (x10 9) </td><td> -20% (X10 9) </td></tr><tr><td> Test # 1 </td><td> 2.86 </td><td rowspan="8"> 3.67 ± 0.7 </td><td rowspan="8"> 4.40 </td><td rowspan="8"> 2.94 </td></tr><tr><td> Test # 2 </td><td> 2.61 </td></tr><tr><td> Test # 3 </td><td> 3.50 </td></tr><tr><td> Test # 4 </td><td> 4.25 </td></tr><tr><td> Test # 5 </td><td> 3.87 </td></tr><tr><td> Test # 6 </td><td> 4.66 </td></tr><tr><td> Test # 7 </td><td> 3.47 </td></tr><tr><td> Test # 8 </td><td> 4.17 </td></tr><tr><td colspan="5"></td></tr><tr><td colspan="5"> B. OPC (Optical Particle Counter) </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td colspan="4"> Numero di particelle totale [# / cc] </td></tr><tr><td> I dati (x10 9) </td><td> Media ± SD (x10 9) </td><td> + 20% (x10 9) </td><td> -20% (X10 9) </td></tr><tr><td> Test # 1 </td><td> 1.56 </td><td rowspan="8"> 1.98 ± 0.28 </td><td rowspan="8"> 2.38 </td><td rowspan="8"> 1.58 </td></tr><tr><td> Test # 2 </td><td>1.81 </td></tr><tr><td> Test # 3 </td><td> 1.82 </td></tr><tr><td> Test # 4 </td><td> 2.12 </td></tr><tr><td> Test # 5 </td><td> 2.05 </td></tr><tr><td> Test # 6 </td><td> 2.47 </td></tr><tr><td> Test # 7 </td><td> 1.86 </td></tr><tr><td> Test # 8 </td><td> 2.15 </td></tr></tbody></table> Tabella 3. numero di particelle totale misurata usando CPC e OPC in 8 prove di abrasione. I dati sono presentati come media e deviazione standard di 8 prove. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td> Prima (g) </td><td> Dopo (g) </td><td> La perdita di peso (g) = Prima - Dopo </td><td> Perdita di peso, % </td></tr><tr><td> CNT (0%) </td><td> 38,6074 </td><td> 38,0032 </td><td> 0,6042 </td><td> 1.56</td></tr><tr><td> CNT (2%) </td><td> 39,5159 </td><td> 38,9001 </td><td> 0,6158 </td><td> 1.56 </td></tr></tbody></table> Tabella 4. Variazioni di peso per i campioni nanocompositi contenenti nanotubi di carbonio, prima e dopo l&#39;abrasione. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td colspan="2"> Numero di particelle totale (# / cc) </td><td colspan="2"> Differenza (# / cc) = (numero di particelle CNT 2%) - (# di particelle CNT 0%) </td></tr><tr><td></td><td> CPC (x 10 6) </td><td> OPC (x 10 6) </td><td> CPC (x 10 6) </td><td> OPC (x 10 5) </td></tr><tr><td> CNT (0%) </td><td> 8.74 </td><td> 8.37 </td><td rowspan="2"> 1.26 (12,6%) </td><td rowspan="2"> 1.6 (1,9%) </td></tr><tr><td> CNT (2%) </td><td> 10 </td><td> 8.53 </td></tr></tbody></table> Tabella 5. numero di particelle totale rilasciato da nanocompositi dopo prova di abrasione.

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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.

Prove di nanoparticelle di uscita da un composto contenente Nanomateriale Utilizzo di un Sistema Camerale

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

testing-nanoparticle-release-from-composite-containing-nanomaterial

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

6.7K Views.  Hanyang University. 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.

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Characterization of Recombination Effects in a Liquid Ionization Chamber Used for the Dosimetry of a 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 stereotactic radiotherapy where positioning accuracy allows delivering very high doses per fraction in a small volume of the patient. Dosimetric measurements on medical accelerators are conventionally realized using air-filled ionization chambers. However, in small beams these are subject to nonnegligible perturbation effects. This study focuses on liquid ionization chambers, which offer advantages in terms of spatial resolution and low fluence perturbation. Ion recombination effects are investigated for the microLion detector (PTW) used with the Cyberknife system (Accuray). The method consists of performing a series of water tank measurements at different source-surface distances, and applying corrections to the liquid detector readings based on simultaneous gaseous detector measurements. This approach facilitates isolating the recombination effects arising from the high density of the liquid sensitive medium and obtaining correction factors to apply to the detector readings. The main difficulty resides in achieving a sufficient level of accuracy in the setup to be able to detect small changes in the chamber response.

A growing number of radiation therapy devices offer the advantage of delivering the dose through very small beams to the tumor, allowing for increased conformity and higher doses per fraction. Many different detectors can be used for the dosimetry of these small fields. In the present study, the effect of ion recombination is investigated for a liquid ionization chamber using a stereotactic radiation therapy system.

Caratterizzazione degli effetti di ricombinazione in una ionizzazione Camera liquido utilizzato per la dosimetria di un Acceleratore radiochirurgico

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

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Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using visible light irradiation with plasmonic nanoparticles. The plasmonic nanoparticle is used to improve the reduction efficiency of GO. It only takes 30 min&#160;at RT by illuminating the solutions with Xe-lamp, the r-GO solutions can be obtained by completely removing gold nanoparticles through simple centrifugation step. The spherical gold nanoparticles (AuNPs) as compared to the other nanostructures is the most suitable plasmonic nanostructure for r-GO preparation. The reduced graphene oxide prepared using visible light and AuNPs was equally qualitative as chemically reduced graphene oxide, which was supported by various analytical techniques such as UV-Vis spectroscopy, Raman spectroscopy, powder XRD and XPS. The reduced graphene oxide prepared with visible light shows excellent quenching properties over the fluorescent molecules modified on ssDNA and excellent fluorescence recovery for target DNA detection. The r-GO prepared by recycled AuNPs is found to be of same quality with that of chemically reduced r-GO. The use of visible light with plasmonic nanoparticle demonstrates the good alternative method for r-GO synthesis.

A simple protocol for the preparation of reduced graphene oxide using visible light and plasmonic nanoparticle is described.

Luce visibile riduzione indotta di grafene ossido Usando nanoparticelle plasmoniche

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

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

Misura di Scattering non linearità da un nanoparticelle plasmoniche singolo

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

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ultrasonic welding process described in this paper is based on three main pillars. Firstly, flat energy directors are used for preferential heat generation at the joining interface during the welding process. A flat energy director is a neat thermoplastic resin film that is placed between the parts to be joined prior to the welding process and heats up preferentially owing to its lower compressive stiffness relative to the composite substrates. Consequently, flat energy directors provide a simple solution that does not require molding of resin protrusions on the surfaces of the composite substrates, as opposed to ultrasonic welding of unreinforced plastics. Secondly, the process data provided by the ultrasonic welder is used to rapidly define the optimum welding parameters for any thermoplastic composite material combination. Thirdly, displacement control is used in the welding process to ensure consistent quality of the welded joints. According to this method, thermoplastic-composite flat coupons are individually welded in a single lap configuration. Mechanical testing of the welded coupons allows determining the apparent lap shear strength of the joints, which is one of the properties most commonly used to quantify the strength of thermoplastic composite welded joints.

A straightforward procedure for ultrasonic welding of thermoplastic composite coupons for basic mechanical testing is described. Key characteristics of this ultrasonic welding process are the use of flat energy directors for simplified process preparation and the use of process data for the fast definition of optimum processing conditions.

Saldatura ad ultrasuoni di tagliandi termoplastico composito per la caratterizzazione meccanica dei giunti saldati attraverso singolo giro Shear Test

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

Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise composition of these materials is essential, especially in the design of surface catalysts, where the surface concentration of the active component determines the activity of the material. Antimicrobial materials which utilize nanoparticles are a particular focus of this technology. Recently swell encapsulation has emerged as a technique for inserting antimicrobial nanoparticles into a host polymer matrix. Swell encapsulation provides the advantage of localizing the incorporation to the external surfaces of materials, which act as the active sites of these materials. However, quantification of this nanoparticle uptake is challenging. Previous studies explore the link between antimicrobial activity and surface concentration of the active component, but this is not directly visualized. Here we show a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of CdSe/ZnS nanoparticles can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging. Using this method, we can quantify the uptake of nanoparticles via swell encapsulation and measure the surface concentration of encapsulated particles, which is key in optimizing the activity of functional materials.

Here we present a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of cadmium selenide quantum dots can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging.

Avanzate analisi composizionale di Compositi nanoparticelle-polimero Uso diretto imaging di fluorescenza

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise ...

A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring minimal amounts of test materials (min. 200 mg), for studying powder aerosolization behavior and aerosol properties. The aerosolization procedure follows the concept of the fluidized-bed process, but occurs in the modified volume of a V-shaped aerosol generator. The airborne particle number concentration is adjustable by controlling the air flow rate. The system supplied stable aerosol generation rates and particle size distributions over long periods (0.5-2 hr and possibly longer), which are important, for example, to study aerosol behavior, but also for toxicological studies. Strict adherence to the operating procedures during the aerosolization experiments ensures the generation of reproducible test results. The critical steps in the standard protocol are the preparation of the material and setup, and the aerosolization operations themselves. The system can be used for experiments requiring stable aerosol concentrations and may also be an alternative method for testing dustiness. The controlled aerosolization made possible with this setup occurs using energy inputs (may be characterized by aerosolization air velocity) that are within the ranges commonly found in occupational environments where nanomaterial powders are handled. This setup and its operating protocol are thus helpful for human exposure and risk assessment.

We designed and developed an effective nanopowder aerosolization setup and operating protocol. The system generated nanoparticle aerosols with stable number concentrations and size distributions for long durations, requiring only small quantities of test material (min. 200 mg).

Un sistema per creare aerosol nanoparticelle stabili da Nanopolveri

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

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few can observe immobilized particles. Moreover, a limited number of studies have experimentally measured the exertable forces on the particles. The designs can be classified as the protruding nanodisk type or the suppressed nanohole type. For the latter, microscopic observation is extremely challenging. In this paper, a new plasmonic tweezer system is introduced to monitor particles, both in directions parallel and orthogonal to the symmetric axis of a plasmonic nanohole structure. This feature enables us to observe the movement of each particle near the rim of the nanohole. Furthermore, we can quantitatively estimate the maximal trapping forces using a new fluidic channel.

A microchip fabrication process that incorporates plasmonic tweezers is presented here. The microchip enables the imaging of a trapped particle to measure maximal trapping forces.

Plasmonico cattura e rilascio di nanoparticelle in un ambiente di monitoraggio

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

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering thermal wave fields that are disturbed by the defect. This effect is measured and used to locate the defect. We form the destructively interfering wave fields by using a modified projector. The original light engine of the projector is replaced with a fiber-coupled high-power diode laser. Its beam is shaped and aligned to the projector&#39;s spatial light modulator and optimized for optimal optical throughput and homogeneous projection by first characterizing the beam profile, and, second, correcting it mechanically and numerically. A high-performance infrared (IR) camera is set up according to the tight geometrical situation (including corrections of the geometrical image distortions) and the requirement to detect weak temperature oscillations at the sample surface. Data acquisition can be performed once a synchronization between the individual thermal wave field sources, the scanning stage, and the IR camera is established by using a dedicated experimental setup which needs to be tuned to the specific material being investigated. During data post-processing, the relevant information on the presence of a defect below the surface of the sample is extracted. It is retrieved from the oscillating part of the acquired thermal radiation coming from the so-called depletion line of the sample surface. The exact location of the defect is deduced from the analysis of the spatial-temporal shape of these oscillations in a final step. The method is reference-free and very sensitive to changes within the thermal wave field. So far, the method has been tested with steel samples but is applicable to different materials as well, in particular to temperature sensitive materials.

This method aims at locating vertical subsurface defects. Here, we couple a laser with a spatial light modulator and trigger its video input to heat a sample surface deterministically with two anti-phased modulated lines while acquiring highly resolved thermal images. The defect position is retrieved from evaluating thermal wave interference minima.

Localizzazione dei difetti suburfacea mediante riscaldamento strutturato utilizzando la termografia fototermica proiettata laser

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

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 component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

Implementazione sperimentale di un nuovo metodo di fabbricazione compositi: esponendo fibre nude sulla superficie composita dal metodo strato morbido

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

In this manuscript, we outline the manufacture of a small, portable, easy-to-use atmospheric chamber for organic and perovskite optoelectronic devices, using 3D-printing. As these types of devices are sensitive to moisture and oxygen, such a chamber can aid researchers in characterizing the electronic and stability properties. The chamber is intended to be used as a temporary, reusable, and stable environment with controlled properties (including humidity, gas introduction, and temperature). It can be used to protect air-sensitive materials or to expose them to contaminants in a controlled way for degradation studies. To characterize the properties of the chamber, we outline a simple procedure to determine the water vapor transmission rate (WVTR) using relative humidity as measured by a standard humidity sensor. This standard operating procedure, using a 50% infill density of polylactic acid (PLA), results in a chamber that can be used for weeks without any significant loss of device properties. The versatility and ease of use of the chamber allows it to be adapted to any characterization condition that requires a compact-controlled atmosphere.

Here, we present a protocol for the design, manufacture, and use of a simple, versatile 3D-printed and controlled atmospheric chamber for the optical and electrical characterization of air-sensitive organic optoelectronic devices.

Una camera di stampa 3D per organico dispositivo optoelettronico degradazione test

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