The authors are grateful for the financial support given to this study by EU FP7 project ``Managing Risks of Nanomaterials`` (MARINA) (grant agreement no: 263215).

1. הכנת מערכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקפד להשתמש צינורות הובלת חלקיק חדשים או גם ניקו ומחברים להרכיב את המערכת. ודא כי קירות החדר שבו מנקים את החלקיקים חינם (עיין שיטות ניקוי בסוף לפרוטוקול). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר חלקיקי רקע פוטנציאל, להתחבר זרימת אוויר יבשה מסוננת (5-10 ליטר / דקה) ישירות לתא הערבוב (מבלי להתקין את המשפך בין עמדות A ו- B באיור 1), 30 דקות לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ריכוז מספר החלקיקים בתא המדידה באמצעות SMPS על פי פרוטוקול של היצרן. אם הריכוז הוא מתחת ל -10 # / ס&quot;מ 3 לאחר שלוש סריקות, ואז לחשוב על הסביבה נקייה. ראוי לציין, כי קצב הזרימה עשוי להאט כאשר מודדים באמצעות SMPS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצור את זרימת האוויר ולסגור את שקעי דגימת הצינור ולשקע צינור יציאה עם פקק פלסטיק או גומי (מיקום ג ב Figure 1) כדי למנוע חלקיקי סביבה מלהיכנס למערכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין לחמם את מכשירי מדידה (SMPS ו OPC) ו דוגמי חלקיקי ניתוח מיקרוסקופי. </li></ol> 2. הכנת חומר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חומרי בדיקת חנות בסביבה מבוקרת היטב ביחס טמפרטורה ולחות. זה מאוד חשוב להבטחת תוצאות דיר בניסויי מעקב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את האבקה בזהירות באמצעות איזון אנליטית או דיוק גבוה איזון, בחלל מאוורר היטב (למשל, מכסה מנוע מעבדה). הערה: משקולות של 250-500 מ&quot;ג 2 Tio, SiO 2, ZnO ואבקות nanoparticle מנכ&quot;ל 2 נבדקו, ואלה הוכיחו בדרך כלל להספיק לפחות 30 דקות של aerosolization יציבה. עם זאת, הסכום המתאים מאוד תלוי בסוג האבקה עשוי להשתנות באופן משמעותי עבור חומרי מלט בתפזורת או אבקות אורגניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את מחולל אירוסול אנכיly, ולהאכיל את האבקה מן הפתח העליון של מחולל אירוסול באמצעות משפך מעבדה ניקה כראוי. לפני הניסוי, יש לשטוף את המשפך עם מים ולייבש על ידי אוויר מסונן, כדי להסיר כל אבק בתצהיר על הקיר הפנימי. לטפוח בעדינות את המשפך כדי להבטיח את כל חלקיקי האבקה מוזנים לתוך התהליך. אין לטלטל את המשפך קשה על מנת למנוע אובדן משמעותי של החומר aerosolization מוקדם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הרוב המכריע של חלקיקי אבקת להגיע לתחתית של הגנרטור, ולא ליפול על קירות משופעים שמסביב. לטפוח בעדינות את הקירות הצדדיים של הגנרטור להעביר חלקיקי אבקה מופקדים עד לתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להשתמש משפך ארוך כי מופקד ישירות חלקיקי האבקה בתחתית של הגנרטור. מטעמי בטיחות, יש לבצע פעולות אלה תחת מכסה המנוע אוורור או בתוך חדר לחץ שלילי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כחומר unsticky עלול להחליק דרך הפתח בתחתיתשל הגנרטור, להשתמש במחט בקוטר 2 מ&quot;מ לחסימת הפתיחה זמני לפני האכלה ב האבקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המשפך ולסגור את הפתחים העליונים והתחתונים של הגנרטור כדי למנוע פליטת החלקיקים במהלך ההעברה. </li></ol> Aerosolization 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את מחולל אירוסול, להסיר את אבני על צינורות הכניסה והיציאה אל המשפך, להתחבר התחתונה שלה לאספקת אוויר מסונן ויציאה העליון שלה לתא ערבוב (עמדות A ו- B בהתאמה באיור 1), וצרף אותו אנכית עם פיגום מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סור בלוקים על יציאת ההתקנה (מיקום ג באיור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את זרימת aerosolization. לאט להגביר את הקצב בין 0 ל 0.3-0.5 L / min באמצעות מקלט הזרימה. אין לעבור ספיקה גבוהה מהר מדי-המטרה היא להגיע בקצב זרימה שיכול לספק דור תרסיס יציב במשך 30 דקות לפחות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להשיג זאת,לא צורך כמות אבקה משמעותית בתקופה זו של aerosolization היציבה. בתור כלל אמפירי, השתמש לגובה מרחפת-מיטה של כ 1 סנטימטר (כונה על ידי H באיור 1) להפקת תזרים אירוסול חזק תוך שמירה על ריכוז יציב לאורך תקופה ארוכה יחסית. אם האנרגיה לשים לתוך תהליך aerosolization חזק מדי אז החומר ישמש במהירות, שלא לקיים דור תרסיס יציב במהלך שאר הניסוי. ראוי לציין, כי טווח קצב הזרימה יכול להשתנות עבור אבקות שונות; הערכים שהוזכרו לעיל שימשו nanopowders הנ&quot;ל נבדק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את זרימת הדילול. לאט לאט להגביר את הריבית מ 0 כדי 2 ליטר / דקה. תזרים דילול הכל צורך נקבע על ידי ציוד הדגימה. SMPS, OPC, ואת משמש מיני סמפלר במערכת המוצגת כאן דורשים זרימה כוללת של 1.6-1.8 ליטר / דקה. </li></ol> אפיון 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל אתהמדידה באינטרנט מכשירים בו זמנית (כאן, SMPS ו OPC) ברגע aerosolization ותזרימי דילולים מוצגים. הערה: אם מדינה יציבה של aerosolization מושגת, ריכוז מספר החלקיקים אירוסול ואת התפלגות הגודל צריך להיות יציבים לאחר כ -30 דקות. השתמשו בשיטת מדידה החל מנקודת זמן זו עבור השוואה של מאפייני אירוסול בתנאים שונים (למשל, לחות) ושימוש אבקות שונות. לנתח את התוצאות של 10 סריקות SMPS ברציפות לחשב ריכוזים ממוצעים הפצות גודל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר aerosolization יציב, להפעיל את המשאבה מחוברת סמפלר TEM להתחיל לדגום חלקיקים הנישאים באוויר. השתמש קצב זרימה של 0.3 ליטר / דקה, תוך שימוש ברשת TEM מצופית סרט פחמן מחורר. הסרט הדק על הרשת עלול להינזק אם קצב הזרימה הוא גבוה מדי. מידע מפורט על השימוש סמפלר זמין 21. בדרך כלל, תהליך הדגימה נמשך abמתוך 3 דק &#39;. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שן את משך הדגימה פי ריכוזי החלקיקים השונים והמחירים משוערים ידי שוקל כיסוי שטח מתון של רשת TEM ידי בתצהיר חלקיק (למשל, 50%). תצהירים עבים עלולים לשנות מורפולוגיה חלקיקים בשל למסכת באתר. </li></ol></li></ol> 5. פעולות פוסט-דגימה וניקוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שסיים את המידות, לכבות את זרימת דילול ואז זרימת aerosolization. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתק את מחולל אירוסול מהמערכת, לחסום פתחים בחלק העליון והתחתון שלה, ולהעביר אותו למרחב ניקוי. נקה במתקן ניקוי מאוורר היטב או חלל סגור, במיוחד אם טופלו בחומרים מסוכנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפזר שאריות אבקה עם ממסי מים או אורגניים, תלוי hydrophilicity של החלקיקים לפני השטח. יוצקים את הפתרון מחוץ למיכלים כימיים מיחזור בטוח. לאחר ניסויים ארוכים, אבקות מבחן נוטות STICk בחוזקה בתוך קיר הזכוכית אינו נמס בקלות. אם זה להתרחש, השתמש חומצות או בסיסים יחד עם שואב קולי לפזר חומרים דביקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להסיר כל תוכן לחות שנשאר על הקיר כדי ביסודיות לייבש את החלק הפנימי של גנרטור, לעבור אוויר יבש דרכו במשך שעה 1 לפחות. ודא שלא תהיינה בכלל להבות או מקורות הצתה כשעובדים עם ממסים אורגניים, וכן להבטיח אוורור טוב של המרחב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינורות ומחברים תחבורה החלקיקים נתק. יש לשטוף אותם עם מים או ממיסים. נגב את הקירות הפנימיים של תאי ערבוב ומדידה עם רקמה או בד נייר רטוב. לייבש אותם בשטח פתוח לפחות יום או עם זרימת אוויר יבש למשך שעה 1 לפני הניסוי הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן קבוע לנקות את impactor SMPS (אם משתמשים בו). </li></ol>

<ol>
	<li>Devaprakasam, D., Hatton, P. V., M&#246;bus, G., Inkson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+microstructure+of+nano-+and+micro-particle+filled+polymer+composites+on+their+tribo-mechanical+performance.">Effect of microstructure of nano- and micro-particle filled polymer composites on their tribo-mechanical performance.</a> J. Phys. Conf. Ser. 126, 012057 (2008).</li><li>Mukhopadhyay, A., Basu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consolidation-microstructure-property+relationships+in+bulk+nanoceramics+and+ceramic+nanocomposites:+a+review.">Consolidation-microstructure-property relationships in bulk nanoceramics and ceramic nanocomposites: a review.</a> Int. Mat. Rev. 52, 257-288 (2007).</li><li>Svintsitskiy, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+cupric+oxide+nanopowders+as+efficient+catalysts+for+low-temperature+CO+oxidation.">Study of cupric oxide nanopowders as efficient catalysts for low-temperature CO oxidation.</a> J. Mol. Catal. A: Chemical. 368-369, 95-106 (2013).</li><li>Schmid, K., Riediker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+nanoparticles+in+Swiss+Industry:+a+targeted+survey.">Use of nanoparticles in Swiss Industry: a targeted survey.</a> Environ. Sci. Technol. 42, 2253-2260 (2008).</li><li>Bello, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+exposure+levels+during+CVD+growth+and+subsequent+handling+of+vertically-aligned+carbon+nanotube+films.">Particle exposure levels during CVD growth and subsequent handling of vertically-aligned carbon nanotube films.</a> Carbon. 46, 974-977 (2008).</li><li>Brouwer, D. <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+manufactured+nanoparticles+in+different+workplaces.">Exposure to manufactured nanoparticles in different workplaces.</a> Toxicol. 269, 120-127 (2010).</li><li>Demou, E., Peter, P., Hellweg, S. <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+Manufactured+Nanostructured+Particles+in+an+Industrial+Pilot.">Exposure to Manufactured Nanostructured Particles in an Industrial Pilot.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 695-706 (2008).</li><li>Kuhlbusch, T., Asbach, C., Fissan, H., Gohler, D., 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=Nanoparticle+exposure+at+nanotechnology+workplaces:+A+review.">Nanoparticle exposure at nanotechnology workplaces: A review.</a> Part. Fib. Toxicol. 8, 22 (2011).</li><li>Castranova, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+current+toxicological+knowledge+of+engineered+nanoparticles.">Overview of current toxicological knowledge of engineered nanoparticles.</a> J. Occup. Environ. Med. / American College of Occupational and Environmental Medicine. 53, 14-17 (2011).</li><li>Fukui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+zinc+ion+release+and+oxidative+stress+induced+by+intratracheal+instillation+of+ZnO+nanoparticles+to+rat+lung.">Association of zinc ion release and oxidative stress induced by intratracheal instillation of ZnO nanoparticles to rat lung.</a> Chem.-Biol. Interact. 198, 29-37 (2012).</li><li>Lewinski, N., Colvin, V., Drezek, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+of+Nanoparticles.">Cytotoxicity of Nanoparticles.</a> Small. 4, 26-49 (2008).</li><li>Kreyling, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translocation+of+ultrafine+insoluble+iridium+particles+from+lung+epithelium+to+extrapulmonary+organs+is+size+dependent+but+very+low.">Translocation of ultrafine insoluble iridium particles from lung epithelium to extrapulmonary organs is size dependent but very low.</a> J. Toxicol. Environ. Health. 65, 1513-1530 (2002).</li><li>Verlag, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> European Norm 15051, Workplace exposure-measurement of the dustiness of bulk materials. , (2014).</li><li>Breum, N. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rotating+drum+dustiness+tester:+Variability+in+dustiness+in+relation+to+sample+mass,+testing+time,+and+surface.">The rotating drum dustiness tester: Variability in dustiness in relation to sample mass, testing time, and surface.</a> Ann. Occup. Hyg. 43, 557-566 (1999).</li><li>Tsai, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+test+of+nanopowders+using+a+standard+rotating+drum+with+a+modified+sampling+train.">Dustiness test of nanopowders using a standard rotating drum with a modified sampling train.</a> J Nanopart Res. 11, 121-131 (2009).</li><li>Bach, S., Schmidt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+Dustiness+of+Powders-A+Comparison+of+three+Measuring+Devices.">Determining the Dustiness of Powders-A Comparison of three Measuring Devices.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 717-725 (2008).</li><li>Schneider, T., Jensen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Single-Drop+and+Rotating+Drum+Dustiness+Test+of+Fine+to+Nanosize+Powders+Using+a+Small+Drum.">Combined Single-Drop and Rotating Drum Dustiness Test of Fine to Nanosize Powders Using a Small Drum.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 23-34 (2008).</li><li>Morgeneyer, M., Le Bihan, O., Ustache, A., Aguerre-Chariol, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+aerosolization+of+fine+alumina+particles+from+bulk+by+a+vortex+shaker.">Experimental study of the aerosolization of fine alumina particles from bulk by a vortex shaker.</a> Powd. Technol. 246, 583-589 (2013).</li><li>Ding, Y., Riediker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+system+to+assess+the+stability+of+airborne+nanoparticle+agglomerates+under+aerodynamic+shear.">A system to assess the stability of airborne nanoparticle agglomerates under aerodynamic shear.</a> J. Aerosol Sci. 88, 98-108 (2015).</li><li>Ding, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+and+Deagglomeration+Testing:+Interlaboratory+Comparison+of+Systems+for+Nanoparticle+Powders.">Dustiness and Deagglomeration Testing: Interlaboratory Comparison of Systems for Nanoparticle Powders.</a> Aerosol Sci. Technol. 49, 1222-1231 (2015).</li><li>R'milli, B., Le Bihan, O. L. C., Dutouquet, C., Aguerre-Charriol, O., Frejafon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Sampling+by+TEM+Grid+Filtration.">Particle Sampling by TEM Grid Filtration.</a> Aerosol Sci. Technol. 47, 767-775 (2013).</li><li>Levin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+relative+humidity+and+physical+load+during+storage+on+dustiness+of+inorganic+nanomaterials:+implications+for+testing+and+risk+assessment.">Influence of relative humidity and physical load during storage on dustiness of inorganic nanomaterials: implications for testing and risk assessment.</a> J. Nanopart. Res. 17, 1-13 (2015).</li><li>Dahmann, D., Monz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+dustiness+of+nanostructured+materials.">Determination of dustiness of nanostructured materials.</a> Gefahrst. - Reinhalt. L. 71, 481-487 (2011).</li><li>Ogura, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+testing+of+engineered+nanomaterials.">Dustiness testing of engineered nanomaterials.</a> J. Phy. Conf. Ser. 170, 012003 (2009).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

התקנת aerosolization מבוססת המשפך יכולה להפעיל חלקיקי אבקה ביעילות ברמת השקעת אנרגיה שנבחרה (ניתן לכמת ידי מהירות זרימת אוויר במשך aerosolization). תנועות חלקיקים והתנגשויות באתר ההדור להגיע למצב של שיווי משקל, פירוק agglomerates אבקת פולטת חלקיקים הנישאים באוויר של אותה התפלגות הגודל בקצב קבוע. Aerosolization יציב יכול להימשך בין 30 דקות עד 2 שעות, וזה מספיק זמן עבור מכשירי מדידה איטיים אפילו עם רזולוציות גודל גבוהות, כגון SMPS, כדי להניב תוצאות משמעותיות מבחינה סטטיסטית. ההתקנה דורשת רק כמויות קטנות של חומרי בדיקה, אשר יכול להיות יתרון לבדיקת חומרים יקרים כגון אבקות ננו-חלקיקים. עם זאת, הפרמטרים הסביבה בתהליך של המערכת יכול להשפיע על תוצאות הבדיקה באופן משמעותי. כדי לייצר נתונים הדיר, נהלי עבודה סטנדרטיים חייבים להיות מלווה בהקפדה בכל רחבי ההתנסותמפעלים. כאשר עורכים בדיקות aerosolization באמצעות מערכת זו, את ההיבטים הבאים יש לשקול בזהירות. ראשית, כדי להשיג תוצאות משמעותיות, זה קריטי, כי את החלקים הפנימיים של ההתקנה לספק סביבה נקיה עבור הבדיקות. מקורות פוטנציאליים של מזהמים הם חלקיקי סביבה וחומרי מבחן מניסויים קודמים. השפעת חלקיקי הסביבה בדרך כלל נעלם במהירות יחסית, ברגע תזרימי aerosolization ודילול הוכנסו. עם זאת, התערבות מחומרים שיורית יכולה להתמיד לאורך הניסוי. כמו חלקיקי אירוסול שנוצרו לזרום דרך המערכת, הם יכולים להפקיד על הקירות הפנימיים של צינורות ההובלה, נקודות כיפוף התעלה הצרה של המחברים, ואת המשטחים הפנימיים של ערבוב לתא המדידה. אם חלקים אלה לא מנקים כמו שצריך לפני ניסויים חדשים, חומרים שהופקדו בעבר ניתן מחדש תלויה כל הזמן אל תוך הזרם המרכזישל זרימת אירוסול, ובכך להפריע את תוצאות הבדיקה. שנית, תהליך מילוי האבקה צריך להתנהל בזהירות רבה. הנושא המשמעותי ביותר כאן הוא כמות האבקה מוזנת לתוך ההתקנה, במיוחד כאשר כמויות קטנות מאוד של חומרים המשמשות. בקצב זרימת aerosolization נתון, כמויות קטנות יותר של אבקה ליצור ריכוזי תרסיס נמוכים, ואולי חלקיקים בגדלים קטנים יותר, בשל השקעת האנרגיה הגבוהה ליחידת משקל של אבקה. יתר על כן, תנאי האחסון לחומרי בדיקה (למשל, לחות וטמפרטורה יחסית) הוכחו להשפיע על התנהגות aerosolization אבקה ורמות של אבק 22. לכן, אבקות גלם תמיד צריך להישמר באותם תנאים אטמוספריים, במידת האפשר. שלישית, התאמות תזרים aerosolization בתחילת הניסוי מאוד להשפיע על תוצאות הבדיקה. עליות חדות בזרימה לפוצץ חלקיקי אבקה גדולים up לאוויר ולהפיץ אותם בכל רחבי שטח המשפך, הפחתת הכמות דרמטית של חומר זמינה למשך שארית הניסוי. התוצאות עלולות להיות מבחן נכשל עקב אבקה מספיק. מכיוון ההתקנה המתוארת כאן היא לא נבנתה באמצעות ציוד מעבדה סטנדרטי, כאשר מנסה לשכפל את חלקי הליבה של מערכת זו, בהיבטים הבאים צריכים להיחשב. משפכים separatory מעבדה רגיל יכול לשמש מחולל אירוסול (לציין כי הם לא צריכים להשתמש בה בתנאי דחוס). משפכים separatory של גאומטריות שונות נבדקו בניסויים, והם סיפקו פונקציונליות דומה המשפך מחויטת. זינוק גומי איטום עם צינור הובלה מוטבע יכול לשמש את מכסת המשפך. ערבוב ותאי מדידת גיאומטריות שונות אך בהיקפים דומים ניתן להשתמש. שימו לב תאים כי הם גדולים מדי יעכבו את ne הזמן משמעותיeded להגיע תנאי אירוסול יציבים (ריכוז). הזמן הדרוש יכול להיות מוערך על ידי לקיחה בחשבון את קצב זרימת אוויר סך ההיקף בתא. למרות התהליך יכול להיות מואץ באמצעות זרימת דילול גדולה, יש לזכור כי ריכוז מספר חלקיקים הסופי יכול להיות ירידה דרמטית עקב דילול, והדבר עלול להשפיע על התפלגות גודל אירוסול וכן את הביצועים של מכשירי המדידה (בהתאם על מגבלות זיהוי שלהם). בונד למוצרי מוליכי חשמל חומרים מומלצים. אורכו של צינור התחבורה עשוי להשתנות, בהתאם להגדרות מעבדה הכלליות. עם זאת, האורך צריך להישמר קצר ככל האפשר על מנת למנוע פסדי חלקיקים משמעותיים במהלך ההובלה שלהם. היעילות החדירה חלקיקים יכולה להיות מחושבת על ידי לקיחה בחשבון קוטר חלקיקים, קצב זרימת אוויר, בקוטר צינור אורך, בשים או שמוח בתצהיר הכביד אואובדן דיפוזיה, או שניהם. יכולות להיות מועסקות שיטות אפיון שונות. עם זאת, את אספקת האוויר (זרימת דילול) צריכה להיות מותאמת כדי להתאים את קצב זרימת דגימה הכולל. אספקת אוויר מספקת תגרום ללחץ שלילי בתא המדידה, ציור בחלקיקי הסביבה ובכך להוביל לטעויות במסקנות. מקורות אספקת האוויר שונים יכולים לשמש, אבל לוודא שהן ללא חלקיק או טרום לטפל באוויר עם מסנן-יעילות גבוהה. מגבלה עיקרית אחת של שיטת aerosolization זו היא שהיא דורשת flowability טוב של אבקות מבחן על מנת לשמור על דור חלקיק יציב לאורך תקופה ארוכה יחסית. חומרים דביקים, כגון אבקות הידרופילי עם תכולת לחות גבוהה, לעתים קרובות יפסיקו לזרום בשלב מוקדם של תהליך aerosolization ולייצר ריכוזי חלקיקים נמוכים מאוד. דרכים אפשריות לפתרון בעיה זו יכולה לכלול טיפול מקדים של אבקה-כגון הגלם כמו-ים הייבושo במטרה לשפר flowability שלה. תנאי האחסון של חומרי הגלם לאחר שימושים צריך מטופח, למשל, כל זמן בסביבה יבשה ותחת הטמפרטורה מתאימה. במהלך הניסויים, קצב זרימת aerosolization גבוה (0.5-1 ליטר / דקה) ואת כמויות גדולות יותר של חומר גלם (למשל, 500 מ&quot;ג) יכולים לשמש. בנוסף, הוריד קצב זרימת הדילול יכול להגדיל ריכוז חלקיקים בתא המדידה. מגבלה נוספת של שיטה זו היא השחזור של תעריף ייצור חלקיקים הנישאים באוויר (ובכך ריכוז מספר חלקיקים בתא המדידה). רמה מסוימת של וריאציה עדיין קיימת. דרכים אפשריות של שיפור הן תהליך האכלה מוגדר עדיף להפחית הפסדים מהותיים, ואת קצב זרימת aerosolization מבוקר היטב. המערכת והפרוטוקולים המתואר כאן יכולים לשמש ליישומים שונים. שימוש כמויות קטנות יחסית של חומרי בדיקה עושה את השיטה באופן פוטנציאלי נaluable ככלי חלופי אבק אבקת בדיקות. הדירוג של רמות החלקיקים הנישאים באוויר נוצרים על ידי המערכת שלנו עבור כמה חומרים נפוצים היה דומה לאלו שנצפו מערכות aerosolization קיימים 19, כמו בתוף מסתובב 15,17, ירידה רציפה 23, ושיטות שייקר מערבולת 24. יתר על כן, השקעת האנרגיה מתכווננת (שיעור זרימת אוויר) יכולה לשמש גם ללימוד יציבות agglomerates אבקת ננו-חלקיקים. לבסוף, דור אירוסול יציב יכול לשמש מקור אמין של חלקיקים מהונדסים באוויר במשך in vivo או במחקרים טוקסיקולוגית במבחנה. ריכוז החלקיקים לשליטה יאפשר ניתוח תגובות ביולוגיות-תלוי-מינון. בהשוואה לשיטות aerosolization אחרות באמצעות השעיות נוזליות, השיטה המוצגת תמנע בעיות פוטנציאליות כגון suspendability ושינוי המהותיים של תכונות פיסיקליות-כימיות של חלקיקים בתרחיף (למשל,gglomeration, מאפייני השטח).

אבקות nanomaterial נמצאות בשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים שונים, כמו חומרי גלם לייצור מוצרים חדשים או תוספים עבור היישומים הפונקציונליים שלהם 1-4. עם זאת, את פוטנציאל החשיפה של העובדים אירוסולים nanopowder כבר ציין במהלך פעילויות טיפול בעיסוק שונים 5-8, ואת הסיכונים הבריאותיים הקשורים נחקרו ב-vivo ו-גופית מחקרים טוקסיקולוגית 9-12. כדי להקל על הפיתוח של אסטרטגיות אפקטיביות כדי להגן על עובדים העוסקים ננו, אנשי מקצוע בתחום בריאות תעסוקתיים דורשים הבנה טובה יותר של איך אירוסולים nanoparticle נוצרים מחומרי אבקת נתון תשומות אנרגיה חיצוניות. מערכות מעבדה שונות פותחו כדי לדמות התנהגות aerosolization אבקה בתנאים מציאותיים. ביניהם, שני נהלים קבועים הן השיטות הנקבעות <sup&gt; 13 עבור אבק אבקת בדיקות, אשר מוגדר כנטייה של אבקה, נתון השקעת אנרגיה נתונה, כדי לשחרר חלקיקים הנישאים באוויר. השיטה הראשונה משתמשת בתוף מסתובב כמדיה השקעת אנרגיה ואת aerosolization של חלקיקי אבקה 14,15. השיטה השנייה טיפות אבקה בקצב קבוע דרך גליל אנכי aerosolizes חלקיקי האבקה באמצעות זרימת אוויר עולה 16. עם זאת, שיטות אלו דורשים כמויות גדולות יחסית של חומרי הבדיקה (35 ס&quot;מ 3 או 500 גרם), וזה יכול להיות בעיה עם אבקות nanomaterial בשל עלותם הגבוהה ואת הסיכונים החשיפה הפוטנציאלית. מערכת הבדיקה מוקטנת שילוב תהליכים תוף בודד ושחרר וסיבוב פותחה, המאפשר שימוש של כמויות קטנות יותר של אבקות מבחן (6 דגימות גרם) 17. מערכת aerosolization שפותחה לאחרונה מבוססת על שייקר מערבולת גם שמשה במשך nanopowders, בדיקות המאפשרות עד 1 סנטימטר 3 של חומרי גלם <sup&gt; 18. כאן, אנו מציגים aerosolization רומן ומערכת deagglomeration לבדיקת nanopowder מבוססת על משפכי מעבדה. הוא מספק תהליך יצירת תרסיס יציב צורך פחות מ 1 גרם של אבקת בדיקה. יכול להישמר aerosolization יציב עבור משכי זמן מספיק אפיונים אירוסול חזקים. ביצועי מערכת תוארה בפירוט בשני פרסומים קודמים 19,20. התקנת המבחן מורכבת מחלקים מחוללים אירוסול, ערבוב ותאי מדידה, ומכשירי אפיון, כפי שמוצגת באיור 1. צינורות הובלת חלקיקים ומחברי לקשר הגורמים האלה. מקלט זרימה ושני מדי צריך לשלוט ולפקח על תנאי זרימת אוויר במערכת. מד לחץ וחיישן טמפרטורה ולחות לניטור הסביבה בתוך החדר המדיד. אוויר יבש דחוס מסונן באמצעות hyperfilter לפני שהוא נכנס למערכת.מוארך, בצורת V, מחולל אירוסול זכוכית משמש aerosolization אבקה. גיאומטריה זה מקלה על תהליך aerosolization חזק ותחבורת חלקיק חלקה לתוך התא הבא. משטר הזרימה בתחתית המשפך סוער בשל האינטראקציה עם חלקיקי האבקה, בעוד הוא למינרית בחלק העליון (Re-מספר &lt;15). עובי קירות גנרטור תוכנן במיוחד כדי לעמוד בלחצים גבוהים (עד 400 kPa ΔP) זקוקים לבדיקת deagglomeration באמצעות נקבים קריטיים. מקלט זרימת דיוק גבוה שולט בקצב הזרימה בצעדים של 0.01 L / min. צינורות מוליך (קוטר חיצוני 6 מ&quot;מ, 1 מ&quot;מ עובי) משמש כדי למנוע הפסדים החלקיקים בשל בתצהיר אלקטרוסטטית במהלך ההובלה. אורך הצינור הוא כ -50 ס&quot;מ בין גנרטור אירוסול לתא ערבוב, 20 ס&quot;מ בין החדר ערבוב לתא המדידה, ו 100 ס&quot;מ עבור צינורות הדגימה. בקבוק מתכת 1 L משמש צ&#39;אם הערבובבער ותוף מתכתי 12 L משמש לתא המדידה. דגימות חלקיקים נמשכות מהחלק העליון של תא המדידה. יציאת יציאה מכוונת את הזרימה הנוספת לתוך מערכת סינון. תאי הערבוב ומדידת מעוגנים חשמליים כדי למנוע הפסדים אלקטרוסטטי של חלקיקים. המכשירים למדידה כוללים סייזר חלקיקים ניידי סריקה (SMPS) וכן מונה חלקיקים אופטיים (OPC) עבור ריכוז מספר חלקיקים והפצת גודל, וכן במיקרוסקופ אלקטרוני הילוכים (TEM) סמפלר (MPS) לניתוח מורפולוגיה חלקיקים. הליך aerosolization של ההתקנה דומה תהליך המיטה-מרחף. זרם האוויר נכנס מהפתח התחתון לתוך משפך (בקוטר 2 מ&quot;מ) ו aerosolizes האבקה. החלקיקים אבקת לנוע באופן דומה למים במזרקה. אירוסול שנוצר פוגש זרימת דילול בתא ערבוב. זרם אוויר הדילול ניתן להתנות על רמות שונות של לחות אם ההשפעהשל פרמטר זה דורש ניתוח. האוויר של החדר משמש גם נפח מאגר חלק לערבב אירוסול עם אוויר דילול יבש בהתאם לצרכי הדגימה. התזרים אירוסול מכן מוחדר לתא המדידה באמצעות לשקע צינור רגיל (לבדיקת aerosolization) או פתח קריטי (לבדיקת deagglomeration). הפתח יכול לספק תנאי לחץ ושחרר שונים, החלת כוחות גזירה על החלקיקים העוברים דרכו. מנגנון זה מאפשר לימוד של פוטנציאל deagglomeration שלהם (יציבות מכנית). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig1.jpg" /> איור 1. תרשים של מערכת aerosolization ו deagglomeration. כברירת מחדל, צינור המחבר את קאמרית ערבוב עם תא המדידה. הפתח המוצג הנו הרחבה אופציונלית (לא תאר בפרוטוקול זה). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן t</a>o לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>titanium dioxide nanopowder</td>
			<td>JRC</td>
			<td>NM-103/104</td>
			<td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicon dioxide nanopowder</td>
			<td>AEROSIL</td>
			<td>R974</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicon dioxide nanopowder</td>
			<td>JRC</td>
			<td>NM-200</td>
			<td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>zinc oxide nanopowder</td>
			<td>JRC</td>
			<td>NM-110/111</td>
			<td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cerium dioxide nanopowder</td>
			<td>JRC</td>
			<td>NM-211/212</td>
			<td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The V-shaped aerosol generator</td>
			<td>Souffleur de verre S.A.</td>
			<td></td>
			<td>Specially made based on conditions required in the experiments (e.g., geometry, thickness)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scanning mobility particler sizer (SMPS)</td>
			<td>GRIMM</td>
			<td>Model N&#176; 5.403</td>
			<td>Size range: 11.1&#8211;1083.3 nm (impactor: d50=1082 nm); composed of a condensation particle counter (CPC) and a dynamic mobility analyzer (DMA); sampling flow ate: 0.3 L/min; sheath flow rate: 3.0 L/min; with standard multiple charge correction and diffusion loss correction;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>optical particle counter (OPC)</td>
			<td>GRIMM</td>
			<td>Model N&#176; 5.403</td>
			<td>Size range: 0.25-32 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mini-particle sampler (MPS)</td>
			<td>ECOMESURE</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>transport tubes</td>
			<td>Milian S.A.</td>
			<td>8 mm-conductive</td>
			<td>6 mm inner diameter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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.

תרשים 2 מציג דוגמה אופיינית של שינויים בגודל וריכוז מספר החלקיקים תרסיס הכולל לאורך זמן, באמצעות פרוטוקולים מעל בניסוי aerosolization עם הידרופובי SiO 2. ריכוזי חלקיקים החלו לעלות בהקדם את זרימת aerosolization הוצגה. הגודל הגיאומטרי של חלקיקים גדל בהדרגה גם כן. לאחר כ -10 סריקות SMPS (3.5 דק &#39;/ סריקה), אירוסול התחילו להיכנס למצב יציב, שבו ריכוז חלקיקים לא מתכוונים בקוטר מגוון יותר על ידי כל סכום משמעותי. מצב זה נמשך יותר מ -30 דקות, אשר היה מספיק כדי להשלים עשר סריקות SMPS 3 דק &#39;. איור 3 מראה את השינוי בריכוז החלקיקים בצורת הפצות גודל הפרט (מבוסס על אותם נתונים כמו באיור 2). השיא עלה באיטיות לאורך זמן, ופעם אירוסול הפך יציב, הוא נשאר בטווח הגודל הזהה לאורך השאר הדואר של הבדיקה. הקוטר הממוצע קטן מאוד לראות בתחילת הניסוי לא היה בשל aerosolization אבקה היציבה. במקום זאת, הוא נגרם על ידי באוויר הסביבה שיורית בתוך המשפך לאחר הליך מילוי אבקה. כרך זה של האוויר היה הראשון לזרום לתוך תא מדידת נדגמה על ידי SMPS במהלך הסריקות הראשוניות שלה (איור 4). זה יכול להימנע על ידי ביצוע כל הניסויים בתוך חדר נקי אם הדבר דרוש על השאלה המדעית בהישג יד. ואכן, חלוקת גודל הסריקה הראשונה הייתה מאוד דומה לזה של אוויר הסביבה. כמו חלקיקי אירוסול האבקה המשיכו לפרוח, את ההפרעה מחלקיקי הסביבה פחתו במהירות, ואת ההשפעה נעלמה כמעט אחרי כמה סריקות SMPS. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig2.jpg" /> שינוי איור 2.בריכוז מספר החלקיקים הכולל ולהתכוון בקוטר בניסוי aerosolization (241 מ&quot;ג הידרופובי SiO 2; aerosolization לזרום 0.3 ליטר / דקה). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig2large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig3.jpg" /> איור 3. שינוי התפלגות גודל חלקיקים בניסוי aerosolization. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig4.jpg" /> איור 4. הפצות חלקיקים בגודל תרסיס בתחילת מבחן aerosolization. ריכוז חלקיקים מוצג על סולם יחסי (t מנורמלo המספר הכולל) על מנת להשוות את הספקטרום מן הסריקה הראשונה בריכוז נמוך מאוד ספקטרה מסריקות בהמשך ריכוזים גבוהים יותר. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> השינויים בריכוז חלקיקים תמיד לא מבינים אותן התבניות. ארבע אפשרויות בדרך כלל ניתן לראות מבחן aerosolization. באיור 5A, ריכוז מוגבר לאט לאזור &quot;הרמה&quot;, אז נשאר כמעט ללא שינוי עד סוף הניסוי. איור 5 ב, הריכוז ראשון עלה עד לנקודה המקסימלית, ירד בהדרגה לרמה נמוכה, ולאחר מכן נותר יציב במשך יותר מ -1.5 שעות. באיור 5 ג, הריכוז המשיך יורד לאפס. באיור 5D, ריכוז מוגבר ועד לתקרה, remaineד שם במשך תקופה מסוימת, ולאחר מכן ירד שוב. תרחיש (א) נתפס בדרך כלל כאשר נוהל העבודה הרגיל אחריו. זרם האוויר aerosolization הוא הציג לאט ולבסוף התייצב בטווח התקין. כמות חומר גלם היא מספיק עם ביחס לרמת aerosolization, ושיעור דור אירוסול קבוע יכול להישמר במשך תקופה ארוכה של זמן. תרחיש (ב) הוא ככל הנראה בשל זרימת aerosolization מופרזת לאורך הניסוי, בשילוב עם כמות של אבקה מספיק. האבקה הוא נצרך במהירות, והיא לא תוכל להמשיך להתקיים לאורך דור תרסיס יציב. התרחיש (ג) מראה ירידה דומה בריכוז מספר חלקיקי התרחיש (ב) פרט לכך לאחר זמן קצר, את קצב זרימת אוויר מחדש מותאם למגוון מתאים נשמר קבוע לאורך כל שאר הבדיקה. זה אפשר ריכוז החלקיקים להגיע לטווח יציב בהדרגה. תרחיש (ד)ppears כאשר כמות מספקת של חומר גלם משמשת. בשלב האחרון של הניסוי, אין עוד מספיק מבחן אבקה לייצר חלקיקי אירוסול בקצב קבוע, כפי שהיה אפשר בשלב המוקדם של aerosolization. כתוצאה מכך, ריכוז החלקיקים במערכת פוחת. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig5.jpg" /> איור 5. תבניות אופייניות לשינוי ריכוזי החלקיקים הכולל במהלך הניסויים aerosolization: (א) להגדיל לאט עד רמה הוא הגיע; (ב) להפחית בהדרגה לאפס; (C) במהירות להגיע לשיא ולאחר מכן ירידה לרמה יציבה; (ד) להגדיל למצב יציב ולשמור לתקופה מסוימת של זמן, ולאחר מכן ירידה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> </p&gt; ספיקות aerosolization שונות נבדקו על מנת ללמוד את השפיע על דור בתרסיס. זרם החל 0.3-1.1 L / min שמש, ואת הפצות גודל חלקיקים וכתוצאה מכך הם שמוצגות באיור 6. השיא של הספקטרום עלה כמו הזרימה מוגברת. בקצב הזרימה הגבוהה ביותר (1.1 ליטר / דקה), חלקיקים הנישאים באוויר בגודל מיקרון התחיל להיכנס למערכת (השיא המשני). הגדלים מודאלית של החלקיקים, נשארו דומים כאשר באותם הזרימה aerosolization, לעומת זאת, הם ירדו בהדרגה כאשר זרימת אוויר מוגברת באמצעות נע בין 0.3-0.7 ליטר / דקה (איור 7). תעריף ייצור חלקיקים הגדלה קוטר חלקיקים ממוצע מתמעט ככל ספיקות הגדלות מראים כי תהליך aerosolization הדינמי יותר (עם תנועות חלקיקים משמעותיות והתנגשויות) הקל deagglomeration של חלקיקי אבקה, וכתוצאה מכך התפלגות גודל שונה של אירוסול<html> חלקיקים שנוצרו. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig6.jpg" /> ציור משתנה 6. הפצות גודל חלקיקים עם ספיקות אוויר הגדלה (0.3- 1.1 L / min). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig6large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig7.jpg" /> איור 7. השוואת הפצות גודל החלקיקים תחת ספיקות שונות. ספקטרה הפכו לגבהים דומים סולם יחסי (מנורמל למספר החלקיקים הכולל), אשר מראה טוב יותר את המעבר של השיא. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של זה דמות.</a> -together.within-page = &quot;1&quot;&gt; הריכוזים מספר חלקיקים של אירוסולים שנוצרו בדיקות לשכפל יכול להשתנות לפי עד קפלים כמה, אבל בדרך כלל גם בתוך סדר גודל אחד. גודל החלקיקים הממוצע, מצד שני, הוא מאוד לשחזור. איור 8 מציג דוגמה של וריאציה התפלגות גודל החלקיקים מארבע בדיקות לשכפל באמצעות אותו חומר. סטיית התקן היה 39.7% עבור ריכוז החלקיקים הכולל ו -6.6% בהתאם לגודל הגיאומטרי. הווריאציה של ריכוז המספר יכולה להיות בגלל מספר סיבות: 1) מצב חומרי גלם שונה (למשל, רמה למסכת); 2) גורמי אנוש בתהליך מילוי אבקה (להשפיע על כמות האבקה שהופקדה בתחתית המשפך, ובכך את הכמות הזמינה aerosolization); או 3) התאמת זרימת האוויר בתחילת aerosolization. <img alt="הספרה 8" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig8.jpg" /> <strong&gt; איור 8. וריאציה של תוצאות בדיקה מניסויי aerosolization לשכפל עם הידרופובי SiO 2. ברי השגיאה מייצגים את סטיית ההתקן של ריכוז מספר חלקיקים בערוצי גודל פרט. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders at JoVE.com

A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

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).

מערכת ליצור אירוסולים Nanoparticle יציבים מן ננו אבקות

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring ...

a-system-to-create-stable-nanoparticle-aerosols-from-nanopowders

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.5K Views.  Universities of Lausanne and Geneva. 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). 

Video: A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

שילוב מערכת Up-המרת שלישיית שלישיית השמדה כדי לשפר רגיש-Dye תגובת תאי שמש לאור תת bandgap

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

A Basic Positron Emission Tomography System Constructed to Locate a Radioactive Source in a Bi-dimensional Space

A simple Positron Emission Tomography (PET) prototype has been constructed to fully characterize its basic working principles. The PET prototype was created by coupling plastic scintillator crystals to photomultipliers or PMT&#39;s which are placed at opposing positions to detect two gamma rays emitted from a radioactive source, of which is placed in the geometric center of the PET set-up. The prototype consists of four detectors placed geometrically in a 20 cm diameter circle, and a radioactive source in the center. By moving the radioactive source centimeters from the center the system one is able to detect the displacement by measuring the time of flight difference between any two PMT&#39;s and, with this information, the system can calculate the virtual position in a graphical interface. In this way, the prototype reproduces the main principles of a PET system. It is capable to determine the real position of the source with intervals of 4 cm in 2 lines of detection taking less than 2 min.

We present a simple but well-constructed Positron Emission Tomography (PET) system and elucidate its basic working principles. The goal of this protocol is to guide the user in constructing and testing a simple PET system.

מערכת פליטת פוזיטרוני טומוגרפיה יסוד נבנתה לאתר מקור רדיואקטיבי בשטח הדו-ממדי

A simple Positron Emission Tomography (PET) prototype has been constructed to fully characterize its basic working principles. The PET prototype was ...

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.

הפחתה מושרה באור הנראה של גראפן אוקסיד שימוש 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 ...

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.

מדידת פיזור אי-לינאריות מNanoparticle Plasmonic יחיד

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

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.

ניתוח ההלחנה מתקדם של מרוכבים Nanoparticle-פולימר באמצעות דימות פלואורסצנטי ישיר

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

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, building and food industries, amongst others. Polyester and coatings containing both polyester and silica nanoparticles (SiO2NPs) have been widely used to protect steel substrata from corrosion. In this study, we utilized X-ray photoelectron spectroscopy, attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy, water contact angle measurements, optical profiling and atomic force microscopy to provide an insight into how exposure to sunlight can cause changes in the micro- and nanoscale integrity of the coatings. No significant change in surface micro-topography was detected using optical profilometry, however, statistically significant nanoscale changes to the surface were detected using atomic force microscopy. Analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy and attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy data revealed that degradation of the ester groups had occurred through exposure to ultraviolet light to form COO&#903;, -H2C&#903;, -O&#903;, -CO&#903; radicals. During the degradation process, CO and CO2 were also produced.

Two types of surfaces, polyester-coated steel and polyester coated with a layer of silica nanoparticles, were studied. Both surfaces were exposed to sunlight, which was found to cause substantial changes in the chemistry and nanoscale topography of the surface.

האבולוציה של ציפויי-פוליאסטר Nanoparticle סיליקה על משטחים חשופים לאור השמש

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products containing nanomaterials is also increasing. Evaluating the nanomaterial release from products containing nanomaterials is a crucial step in assessing the safety of these products, and has resulted in several international efforts to develop consistent and reliable technologies for standardizing the evaluation of nanomaterial release. In this study, the release of nanomaterials from products containing nanomaterials is evaluated using a chamber system that includes a condensation particle counter, optical particle counter, and sampling ports to collect filter samples for electron microscopy analysis. The proposed chamber system is tested using an abrasor and disc-type nanocomposite material specimens to determine whether the nanomaterial release is repeatable and consistent within an acceptable range. The test results indicate that the total number of particles in each test is within 20% from the average after several trials. The release trends are similar and they show very good repeatability. Therefore, the proposed chamber system can be effectively used for nanomaterial release testing of products containing nanomaterials.

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.

בדיקה של שחרור Nanoparticle מתוך Composite המכיל nanomaterial באמצעות מערכת קאמרית

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

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

המצאה של אור לבן פולטות תאים אלקטרוכימיים עם פליטה יציבה מ Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that characterize the transport phenomena in a rotating channel are identified via the parametric analysis of the momentum and energy equations referring to a rotating frame of reference. Based on these dimensionless flow equations, an experimental strategy that links the design of the test module, the experimental program and the data analysis is formulated with the attempt to reveal the isolated Coriolis-force and buoyancy effects on heat transfer performances. The effects of Coriolis force and rotating buoyancy are illustrated using the selective results measured from rotating channels with various geometries. While the Coriolis-force and rotating-buoyancy impacts share several common features among the various rotating channels, the unique heat transfer signatures are found in association with the flow direction, the channel shape and the arrangement of heat transfer enhancement devices. Regardless of the flow configurations of the rotating channels, the presented experimental method enables the development of physically consistent heat transfer correlations that permit the evaluation of isolated and interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on the heat transfer properties of rotating channels.

Here, we present an experimental method for decoupling the interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on full-field heat transfer distributions of a rotating channel.

כוח קוריוליס uncoupling ואפקטים ציפה מסתובב על שדה מלא חום להעביר את המאפיינים של ערוץ מסתובב

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft engines. However, developing VCE requires high costs. Thus, it is essential to build a mathematical model when developing an aircraft engine, which may avoid a large number of real tests and reduce the cost dramatically. Modeling is also crucial in control law development. In this article, based on a graphical simulation environment, a rapid method for modeling a double bypass variable cycle engine using object-oriented modeling technology and modular hierarchical architecture is described. Firstly, the mathematical model of each component is built based on the thermodynamic calculation. Then, a hierarchical engine model is built via the combination of each component mathematical model and the N-R solver module. Finally, the static and dynamic simulations are carried out in the model and the simulation results prove the effectiveness of the modeling method. The VCE model built through this method has the advantages of clear structure and real-time observation.

Here, we present a protocol to build a component-level mathematical model for a variable cycle engine.

שיטה מהירה למידול מנוע מחזור משתנה

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft ...