Start des AIF-IGF-Projekts "NPR"

Im Rahmen des zweijährigen Projektes wird ein allgemeines Verfahren zur granulometrischen Quantifizierung der (Nano-)Partikelfreisetzung aus nanostrukturierten Materialien in die Luft weiterentwickelt. Hierfür werden neue Methoden zur definierten Beanspruchung an nanostrukturierten Pulvern und festen Nanokompositen entwickelt.

Der Fokus des Projektes liegt auf den zur (Nano-)Partikelfreisetzung führenden Prozessen im Nanomaterial-Lebenszyklus, worin nanostrukturierte Materialien in den drei Grundarten disperser Systeme, d.h. Pulver, Suspensionen und Feststoffkomposite, vorliegen können. Für jede Grundart existiert dabei ein breites Spektrum möglicher Belastungssituation. Eine Beschreibung der zur Freisetzung führenden Prozesse über die Betrachtung von technischen Leistungs- bzw. Energie­einträgen wird zunächst durchgeführt. Ungeachtet der Art des dispersen Systems, werden sowohl die spezifische Bean­spruchungs­geschwindigkeit als auch die Menge an zugeführtem Material als dominante Prozessparameter identifiziert, was eine grobe Kategorisierung realer Prozesse erlaubt. 

Erstmalig erfolgt die Durchführung von Freisetzungsanalysen innerhalb einer Studie an einem industriell relevanten Eisen(III)oxid-Nanopigment im Vergleich zu einem Eisen(III)oxid-Nicht-Nanopigment über die drei Grundarten disperser Systeme (Pulver, Suspension, Feststoffkomposit) an fünf verschiedenen Freisetzungsszenarien in sieben Konfigurationen, wodurch die wesentlichen Phasen im Nanomaterial-Lebenszyklus charakterisiert wird.

Ungeachtet der einzelnen Szenarien werden prozessspezifische Beanspruchungsgeschwindigkeiten von ca. 0,7 m/s – 100 m/s bei einer volumetrischer Material­zu­fuhr zwischen ca. 0,03 mm³/s – 900 mm³/s geplant, woraus sich volumen­spezifische Energieeinträge zwischen 0.004 J/mm³ - 312 J/mm³ ergeben.

Mit Hilfe des weiterentwickelten Verfahrens wird es möglich, die Anzahl freigesetzter Partikel für definierte Partikelgrößenbereiche zu ermittelten und auf charakteristische Kenngrößen wie die beanspruchte Probenmasse oder -fläche, den Masseabtrag oder die Masseausbringung zu korrelieren und anhand dieser eine Vielfalt an Produkten hinsichtlich ihres Freisetzungspotentials bzw. ihrer Freisetzungsmenge zu bewerten.

Mehr informationen finden Sie auf der Seite der GVT e.V.