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.
Con il rapido sviluppo delle nanotecnologie, come una delle tecnologie più importanti del 21 ° secolo, l'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'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'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.
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'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'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'esposizione dei consumatori ai nanomateriali.
Rilascio delle nanoparticelle è stato utilizzato per stimare l'esposizione dei consumatori in studi di simulazione, tra cui la all'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'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'OCSE WPMN (working partito sui nanomateriali), in particolare SG8 (gruppo direttivo sulla valutazione dell'esposizione e la mitigazione di esposizione), ha recentemente condotto un sondaggio sulla direzione dei lavori futuri, in particolare dei consumatori e valutazione dell'esposizione ambientale. Pertanto, alla luce di queste attività internazionali, i Ministeri coreani del commercio, dell'industria e dell'energia ha lanciato un progetto a più livelli nel 2013 si è concentrato sulla "Sviluppo di tecnologie per la valutazione della sicurezza e standardizzazione dei nanomateriali e nanoprodotti". 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'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'aria interna e l'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.
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 OP…
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 |