電気モビリティサイジングの手法を用いてエアロゾル化されたサブミクロン粒子のサイズを決定することの利点は十分に文書化されている。テクニックは非常に正確であり、わずか1％の不確実性と大きさが60nmと100nmの標準物質（SRM）に示されている。国立標準技術研究所（NIST）は、十年間（SRM）は0.1μmの標準物質を測定するためによくするための粒子を電気的なモビリティを使用している。 電気モビリティ技術 最近、電気モビリティ技術は、リアルタイムの拡散火炎合成、噴霧熱分解、熱プラズマなどのエアロゾルベースのプロセスの種々の方法によって合成された人工ナノ粒子のサイズ設定に近いのin - situでの利用拡大を探しています コロイド中のナノ粒子 エレクトロスプレーおよび他の分散方法と組み合わせて使用すると、電気的モビリティ技術も同様にコロイド中に懸濁さ正確なサイズのナノ粒子に示されている。 ナノテクノロジーの商業化と、ナノ粒子の製造や取り扱いに関連する職業上の健康リスクは懸念です。労働者が大幅に環境濃度を超えるレベルで、吸入の手段を介してナノ粒子にさらされる可能性があります。とは職場の基準は、ナノ粒子への暴露を制限するために存在しない。ナノ粒子のサイズは、人体内の肺とそれらの最終的な運命の様々な部分でそれらの堆積パターンを支配する。従って、電気的モビリティ技術が提供するナノ粒子のサイズ分布の周囲の測定は、ナノ粒子関連のエクスポージャーに関連する健康への悪影響を理解する上で強力なツールです。 走査型モビリティ粒サイザー に統合されたとして、この記事では、電気的なモビリティ技術の簡単な概要を提供TSI スキャンモビリティパーティクルサイザー （ SMPSナノ粒子の合成と暴露研究ではアプリケーションについての議論が続く）分光計。 走査型モビリティ粒サイザースペクトロメーター 走査型モビリティ粒子サイザー （ SMPS ）分光器は、バイポーラの充電器、ナノ粒子の大きさの分類器とナノ粒子の検出器、サンプル前処理演算子で構成されています。図1は、システム全体の概略を示しています。プリコンディショナー（典型的にインパクターやサイクロンが）大きいマイクロメートルサイズの粒子を除去します。バイポーラの充電器は、粒子上にバイポーラ電荷均衡を確立します。この定義された電荷の状態が電気的モビリティを使用して、サイズ分類が必要である。粒子は、差動移動度分析器（DMA）に分類されるサイズです。帯電エアロゾルは中和剤からDMAの主要部分に渡します。図2は、ナノDMAの回路図を示します。  図1。SMPS の回路図  図2 ナノDMAの回路図 ナノDMA ナノDMAは、特に150nm〜2 nmのサイズ範囲でnanoaerosolsのサイジングのために設計されています。ナノ- DMAは、外側の、接地されたシリンダーと負電源（0〜10 kVDC）に接続されている内側の円筒電極を含んでいます。 2つの同心の円筒間の電界は逆に粒径に関連している彼らの電気移動度に応じて粒子を分離する。負電荷（s）をもつ粒子が向かって反発し、外壁上に堆積されています。過剰空気と中性の電荷出口での粒子。正の電荷を持つ粒子（s）は負に帯電した中心電極に向かって急速に移動する。電気移動度の狭い範囲内でのみ粒子はDMAの出口の近くにオープンスリットを通過するには、正しい軌道を持っている。これらの選択された粒子の電気移動度は、流量、幾何学的パラメータと中心電極の電圧の関数です。 凝縮粒子カウンタ（CPC） DMAを終了する単分散粒子のストリームは、凝縮粒子カウンタ（CPC）でカウントされます。 CPCでは、2 nmより大きな単一の粒子は、粒子上に作動流体（アルコールまたは水）の縮合によってマイクロメートルの大きさに成長している。 CPCは、光学的にこれらの粒子をカウントします。粒径分布は、このように全体のサイズ分布を走査型、電界を変更するDMAに印加される高電圧を変えることによって測定されます。 ナノテクノロジーの代表的なアプリケーション 原子炉でのナノ粒子のサイジング 電気モビリティ技術は、リアルタイムのエアロゾルベースのプロセスの種々の方法によって合成された人工ナノ粒子のサイズ設定に近いのin - situでの使用が増加を見つけることです。それは、粒子形成と成長のメカニズムの理解を高めるので、電気的モビリティ技術が提供する、リアルタイムに近い計測はナノ粒子合成の研究開発プロセスを加速します。のin - situ測定では、オフラインでの方法は、このように、オペレータのエラーを最小限に抑え、より一貫した再現性のある結果を提供するためのサンプル収集が不要になります。図3は、エアロゾルによる原子炉でナノ材料の合成に重要な手順の概要を説明します。これらの原子炉のnanoaerosolsサイジングリアルタイムで粒子形成と高度に反応流の成長のダイナミクスに従うことを許可します。粒子径の精密制御が鍵となります。炉における粒子サイズ分布のリアルタイム測定は、高品質の制御を達成するために原子炉の条件を制御するために必要なフィードバックを提供します。  図3 ナノ材料の合成のためのエアロゾルのプロセスは、 ナノテクノロジー研究のSMPS SMPSは、ますますナノテクノロジー研究で採用されている。 1991年、Akhtar氏ら。使用するSMPS 、特に、粉体の大きさと位相特性にプロセス変数の影響（原子炉の滞留時間、温度、および反応物濃度を）チタニア粉末の気相合成を研究するシステムを。 SMPS粒子径分布を測定したが、粒子の凝集モデルを検証するために使用されていました。ゾマーら。 （1994）は使用SMPSの高輝度フィールドに二酸化チタンのエアロゾルの凝集を研究する。 Ahnら。 （2001）H2/O2/TEOS拡散火炎でのシリカ粒子の成長特性を調べた。彼らはの近くに合意発見SMPS透過型電子顕微鏡（TEM）画像処理のサイズのデータと比較してサイズを測定する。ウルマンら。 （2002）レーザーアブレーションによって生成される大きさ4.9〜13 nmのナノ粒子のエアロゾルの特性を検討した。シリカ、カーボン、チタニア、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ニオブ、カーボンとゴールドを含む8つの材料の測定値が正常に達成された。 ナノ粒子の原子炉 他のSMPSナノ粒子の原子炉のアシストの研究は、少数を示すために、液体火炎スプレー（銀-チタニア預金ナノ粒子）、エチレンの炎（すす粒子）と熱プラズマ反応器（シリコン、チタン粒子）が含まれます。最近、Zhangら。 （2007）噴霧熱分解によるテルル二酸化合成の温度の影響を調べた。 SMPSのこの原子炉からのデータ（図4）は明らかに温度が上昇するにつれて、製品の液滴への前駆体の液滴の推移を示しています。  図4 粒子のサイズ分布は、別の炉の温度でのSMPSで測定。 コロイド中に浮遊ナノ粒子のサイジング ナノ粒子の大半は、コロイド化学の経路を経て製造されています。エレクトロ分散と組み合わせることで、電気的モビリティ技術は、コロイドに懸濁された正確なサイズのナノ粒子に示されている。図5の高いサイズの分解能を示してSMPSを 。 9種類のタンパク質の混合物のとelectrosprayedウシ血清アルブミン（BSA）ナノ粒子のサイズ分布を用いて測定したSMPS （ TSIのモデル3936 - N25）。 Lengegoroら。エレクトロスプレーとの使用の成功を実証したSMPSを 100nm以下に異なる公称サイズで、このようなシリカ、金、パラジウム、およびポリスチレンラテックス粒子としてコロイドの種類（酸化物、金属、及びポリマー）の粒度分布を決定する。彼らの研究では粒子サイズの測定値は、電子顕微鏡や動的光散乱によって得られた結果に匹敵する発見された。  図5。SMPS で測定electrosprayedナノ粒子のサイズ分布。 9種類のタンパク質（a）混合物、（b）のBSAは、ナノ粒子。 Naonoparticleの露出分析 上述のナノ粒子プロセスに関連するほぼリアルタイムの分析に加えて、を備えた電気移動度解析SMPSはまた、プロセスに関連するナノ粒子の曝露をモニターするために使用することができます。 高サイズの解像度は、粒子表面と粒子の体積分布の計算を行うことができます。図6に例を示します：測定は、粉末の収集バケツに超微粒子酸化チタンのバグハウスを空に撮影されました。ほかにSMPSデータ（数メジアン径）、CPCおよび総肺胞で測定された全個数濃度を示す図6は、ナノ粒子表面領域モニタ（で測定した表面積濃度堆積TSI NSAMモデル3550）。図6bは示してSMPSマテリアルハンドリングの操作に近い大気中の測定された粒度分布を。プロセスの途中で濃度のピークは、貯水池のチタニア粉末のドラムの投棄と一致した。  図6 二酸化チタンの濃度は（）の数は、表面積と数メジアン径が堆積し、（b）SMPSのサイズ分布。 |