Hochdurchsatz-Detektion von Reifenabriebpartikeln in Oberflächengewässern
Gregor Marolt (Assistenzprofessor an der Universität Ljubljana) wollte die Partikelgröße von Reifenabriebpartikeln in geringen Konzentrationen in Oberflächengewässern nachweisen und messen.
Herausforderung
Der Verschleiß von Reifen führt dazu, dass jedes Jahr über 1000 Tonnen Nanokunststoffe in Böden, Flüsse und Meere gelangen. Um eine kostengünstige Detektion von Nanopartikeln aus Autoreifen in Oberflächengewässern zu ermöglichen, entwickeln Assistenzprofessor Gregor Marolt und seine Forschungsgruppe an der Universität Ljubljana eine innovative Siebdruck-Sensortechnologie. Er benötigte eine schnelle und zuverlässige Methode, um seine Messungen zu überprüfen.
Eckpunkte
- Quantifizierung der Unterschiede zwischen unterschiedlich gefilterten Proben und Messung von D-Werten, Konzentration und Partikelgröße
- Hochdurchsatzmessung mit Ergebnissen nach 5 Minuten
- Echtzeit-Erkennung von Nanokunststoffen in extrem niedrigen Konzentrationen (bis zu wenigen Partikeln pro ml)
Abbildung 1: Vergleich der zahlenbasierten Verteilungen für zwei Proben (links: mit 0,22-μm-Filter gefilterte Suspension; rechts: mit 0,45-μm-Filter gefilterte Suspension)
Experiment
Das Ziel war es, die Unterschiede zwischen zwei unterschiedlich gefilterten Proben zu quantifizieren. Der Vergleich der zahlenbasierten Verteilungen und der entsprechenden Parameter (D90 und D3/4) für diese beiden Proben zeigt, wie erwartet, dass in der mit 0,45 μm gefilterten Suspension mehr der größeren Partikelfraktionen in der Probe vorhanden sind.
Während der Messung wurden über 300 Partikel mit Einzelpartikelsensitivität gemessen, wobei auch unbekannte größere Partikel (wahrscheinlich Agglomerate) erfasst wurden.
In Zukunft wird das System für die Online-Echtzeitüberwachung während der Entwicklung der Sensortechnologie eingesetzt werden. Der Einlass und Auslass des Sensors werden mit einer kleinen Menge des Analyten verbunden, und die Konzentration bzw. Partikelgrößenverteilung wird dynamisch überwacht, da sich die Partikel voraussichtlich auf der Elektrode ansammeln werden.
Mit diesen Informationen wird es möglich sein, die mit OF2i® gewonnenen Echtzeitdaten mit den von der Sensortechnologie der Gruppe gemessenen Signaländerungen zu korrelieren.
Konfiguration:
BRAVE B-Curious für Partikelgrößenbestimmung, Fluid-Automatisierungsmodul, Kontroll- und Evaluierungsmodule & Software
Der in diesem Fall verwendete Analyseaufbau
BRAVE B-Curious bestimmt die Partikelgrößenverteilungen von polydispersen Systemen mit Einzelpartikelgenauigkeit.
Liefert automatisierte, kontinuierliche und zeitaufgelöste Ergebnisse.
Erkennt extrem niedrige Partikelkonzentrationen sowie große Partikeltails, LPC, Anomalien und Ausreißer.
Ist die erforderliche Basisstation für alle anderen Module (außer BRAVE B-Phat Standalone).
