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 snabba utvecklingen av nanotekniken som ett av de viktigaste teknikerna i 21-talet, är intresset för säkerheten hos konsumentprodukter som innehåller nanomaterial ökar också. Utvärdering av nanomaterial frisättning från produkter som innehåller nanomaterial är ett avgörande steg i säkerhetsbedömningen av dessa produkter, och har resulterat i ett flertal internationella ansträngningar att utveckla konsekventa och tillförlitliga teknik för att standardisera utvärderingen av nanomaterial release. I denna studie, är frisättningen av nanomaterial från produkter som innehåller nanomaterial utvärderades med hjälp av ett kammarsystem som innefattar en kondensepartikelräknare, optisk partikelräknare, och provtagning portar för att samla filterprov för elektronmikroskopi analys. Det föreslagna kammarsystem testas med en abrasor och skiv typ nanokompositmaterial prover för att avgöra om nanomaterial release är repeterbar och konsekvent inom ett acceptabelt intervall.Testresultaten indikerar att det totala antalet partiklar i varje test är inom 20% från medelvärdet efter flera försök. Frisättningstrender är likartade och de visar mycket god repeterbarhet. Därför kan den föreslagna kammarsystemet effektivt användas för nanomaterial frisläppande av produkter som innehåller nanomaterial.
Nanomaterial exponering har mestadels studerats i förhållande till arbetstagare på arbetsplatser som tillverkar, hantering, tillverkning och förpackning nanomaterial, medan konsumenternas exponering inte har studerats ingående. En nyligen genomförd analys av miljö- och hälso litteratur databas som skapats av International Council of Nanotechnology (ICON) visade också att de flesta nanomaterial säkerhets forskning har fokuserat på risker (83%) och potentiell exponering (16%), med lanseringen av nanokompositer, representerande konsumenternas exponering, endast representerar 0,8% 1. Således, mycket lite är känt om konsumenternas exponering för nanomaterial.
Nanopartiklar versionen har använts för att uppskatta konsumenternas exponering i simuleringsstudier, inklusive nötning och vittring av nanokompositer, tvätt av textilier, eller dammbildning testmetoder, såsom den roterande trumman metoden, virvel skaka metod och andra shaker metoder 2-3. Plus, flera internationellaförsök, såsom ILSI (International Life Science Institute) nanorelease och EU NanoReg har gjorts för att utveckla teknik för att förstå frisläppandet av nanomaterial som används i konsumentprodukter. ILSI nanorelease konsumentprodukt lanserades 2011 representerar ett livscykelperspektiv för nanomaterial frisättning från konsumentprodukter, där fas 1 innebär nanomaterial val, fas 2 omfattar utvärderingsmetoder, och fas 3 implementerar provningsjämförelser. Flera monografier och publikationer om säkerheten hos nanomaterial i konsumentprodukter har också publicerats 4-6.
Samtidigt NanoReg representerar en gemensam europeisk strategi för lagstadgade tester av tillverkade nanomaterial och har ett program av metoder för användning i simulering metoder för nanorelease från konsumentprodukter 2. ISO TC 229 försöker också att utveckla standarder som är relevanta för konsumentsäkerhet och lägga fram ett nytt arbets förslag objekt för konsumentsäkerhet. OECD WPMN (working part på nanomaterial), särskilt SG8 (styrgruppen på exponeringsbedömning och exponerings begränsning), som nyligen genomfört en undersökning om inriktningen för det framtida arbetet, särskilt konsumenternas och miljöexponeringsbedömning. Därför, i ljuset av dessa internationella aktiviteter, de koreanska ministerierna handel, industri och energi inledde en stegvis projekt 2013 fokuserade på "utveckling av teknik för bedömning av säkerheten och standardisering av nanomaterial och nano". Plus att flera konsumentsäkerhetsrelevanta studier standardisera nanomaterial frisättning från konsumentprodukter har också publicerats 7-8.
En nötningstest är ett av simuleringsmetoder som ingår i ILSI nanorelease och NanoReg 2-3 för att bestämma den potentiella utsläppsnivå av nanopartiklar från olika kommersiella sammansatta produkter. Mass viktminskning härleds baserat på skillnaden i provet vikt före och efter Abrasjon med hjälp av en abrasor. Nanokompositen provet slipas med en konstant hastighet, suger en sampler upp aerosolen, och partiklarna analyseras sedan med hjälp av partikelräkningsanordningar, såsom en Kondensation partikelräknare (CPC) eller optisk partikelräknare (OPC), och uppsamlades på en TEM (transmissionselektronmikroskopi) galler eller membran för ytterligare visuell analys. Men att genomföra en nötningstest för nanokomposit material kräver en konsekvent nanopartikel release, vilket är svårt på grund av partikel laddning till följd av slitage och när partikelprovtagnings sker nära utsläppspunkten 2-3, 9-11.
Följaktligen presenterar detta papper en kammarsystem som en ny metod för att utvärdera nanomaterial frigivning när det gäller nötning av nanokomposit material. Jämfört med andra slit och simuleringstester, ger den föreslagna kammarsystemet konsekventa nanopartiklar släpp uppgifter när det gäller nötning. Dessutom har denna nya testmetodhar använts i stor utsträckning när det gäller inomhusluftens kvalitet och halv beteende industrin som totalt antal partiklar räkningsmetod 12, 13. Därför är det planerat att den föreslagna metoden kan utvecklas till en standardiserad metod för att testa nanopartiklar befrielse från konsumentprodukter som innehåller nanomaterial.
De mest kritiska stegen vid undersökningar på den nanorelease testet från nanokomposit material med användning av ett nötningstest var: en) med användning av ett kammarsystem tillverkad av rostfritt stål med en neutraliserare för att avlägsna den elektrostatiska laddningen som alstras av nötning och minska avsättningen av partiklar på kammarens väggar; 2) tillföra ytterligare luft för att ge bättre partikelsuspension; och 3) provtagning de frigjorda partiklarna och online-övervakning med hjälp av en CP…
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 |