Opracowanie metodyki badania i budowa stanowiska do określania emisji nanoobiektów z materiałów użytkowych pokrytych warstwami funkcjonalnymi

Kierownik projektu: mgr inż. Piotr Sobiech

Streszczenie projektu:

Celem głównym zadania było opracowanie metodyki badania i budowa stanowiska do określania emisji nanoobiektów z materiałów użytkowych pokrytych warstwami funkcjonalnymi.

Rosnąca popularność nanomateriałów wynika z faktu, iż dzięki ich zastosowaniu można uzyskać produkty o lepszych parametrach mechanicznych, elektrycznych i innych. Wprowadzenie nanomateriałów do produktów wiąże się jednak z obawami dotyczącymi uwalniania się nanoobiektów podczas całego cyklu życia tych produktów. Badanie potencjalnego uwalniania się nanoobiektów z produktów zawierających nanomateriały, w tym produktów pokrytych warstwami funkcjonalnymi, takimi jak: farby, lakiery czy zawiesiny zawierające nanocząstki jest istotnym elementem oceny przede wszystkim bezpieczeństwa użytkowania tych produktów przez użytkowników.

W ramach realizacji zadania opracowano dokumentację techniczną i zbudowano stanowisko badawcze, które umożliwia badanie uwalniania nanoobiektów z próbek z litych materiałów konstrukcyjnych (np. blatów, lad) pokrytych, np. farbami, preparatami, do których wprowadzono nanomateriały. Badane mogą być również tkaninowe materiały pokryciowe (np. obicia siedzisk), materiały barierowe (np. parawany), tkaniny i inne produkty zawierające nanomateriały w swoim składzie.

Stanowisko badawcze składa się z 2 głównych elementów. Pierwszym z nich jest komora badawcza umożliwiająca badanie emisji nanoobiektów w atmosferze, w której stężenie cząstek tła bliskie jest 0/cm³ (dla cząstek < 1µm). W komorze umieszczany jest moduł umożliwiający manipulowanie badanymi próbkami. Aby zbadać proces uwalniania się nanoobiektów, produkty mogą być podawane różnym działaniom, np. przedmuchiwaniu, tarciu, uderzaniu. Procesy te mają odzwierciedlać rzeczywiste sytuacje, które mogą występować podczas użytkowania badanych produktów. Badanie realizowane jest w oparciu o opracowaną procedurę badawczą, która zakłada analizę uwalnianych cząstek w zakresie od 32,8 do 749,9 nm z wykorzystaniem systemu analizy wymiarowej cząstek SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer, TSI Incorporated, USA). Urządzenie umożliwia m.in. określenie stężenia liczbowego oraz rozkładu wymiarowego cząstek, które potencjalnie mogą być uwalniane podczas badania. Dodatkowo, procedura zakłada możliwość wykonania analizy uwalnianych cząstek za pomocą mikroskopu elektronowego SEM.

Zadanie 2.SP.12. Widok stanowiska do badania emisji nanoobiektów z materiałów użytkowych pokrytych warstwami funkcjonalnymi

Ponadto przygotowano zgłoszenie stanowiska badawczego w celu uzyskania patentu na wynalazek. Zgłoszenie zawiera 4 zastrzeżenia. Zgłoszenie zostało przyjęte przez Urząd Patentowy RP (nr: P.442452 [WIPO ST 10/C PL442452]).

Opracowano także materiały promocyjne oraz materiały informacyjne do zamieszczenia w serwisie internetowym CIOP-PIB. Materiały informacyjne zostały zweryfikowane przez pracowników Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny, którzy są zawodowo związani z certyfkowaniem produktów, w tym produktów zawierających nanomateriały.

Wyniki zadania przedstawiono w 3 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 2 konferencjach międzynarodowych.

Jednostka: Pracownia Aerozoli, Filtracji i Wentylacji

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022