Aerosols

250px|thumb|''Rīta migla''
**Aerosols** ir dispersā sistēma, kurā smalkas cietas daļiņas vai šķidruma pilieni izkliedēti gaisā vai citā gāzē. Aerosoli var būt dabiski vai antropogēni. Dabisko aerosolu piemēri ir migla, putekļi, putekšņi, kas izdalās no mežiem, kā arī geizera garaiņi. Antropogēnu aerosolu piemēri ir dūmi, smogs, citi gaisa piesārņojumi ar sīkām daļiņām. Šķidrums vai cietās daļiņas ar diametru parasti ir \mathrm{d}f = f(d_p) \,\mathrm{d}d_p


kur

d_pdaļiņu diametrs

\,\mathrm{d}f ir daļiņu frakcija ar diametru starp d_p un d_p + \mathrm{d}d_p

f(d_p)ir frekvences funkcija

Tādēļ platība zem frekvences līknes starp diviem izmēriem a un b attēlo daļiņu kopējo lielumu šajā lieluma diapazonā:

f_{ab}=\int_a^b f(d_p) \,\mathrm{d}d_p

To var arī formulēt kopējā skaita blīvuma N izteiksmē:

dN = N(d_p) \,\mathrm{d}d_p

Pieņemot sfēriskās aerosola daļiņas, aerosola virsmas laukumu uz tilpuma vienību (S) norāda otrajā brīdī:

S= \pi/2 \int_0^\infty N(d_p)d_p^2 \,\mathrm{d}d_p

Un trešais moments dod daļiņu kopējo koncentrāciju (V):

V= \pi/6 \int_0^\infty N(d_p)d_p^3 \,\mathrm{d}d_p

Viens arī lietderīgi var tuvināt daļiņu izmēra sadalījumu, izmantojot matemātisko funkciju. Parastā sadale parasti nepareizi apraksta daļiņu izmēra sadalījumu aerosolos, jo skeņains ir saistīts ar lielu daļiņu garu asi. Arī daudzumam, kas mainās lielā diapazonā, tāpat kā daudzi aerosola izmēri, izplatīšanas platums nozīmē negatīvas daļiņu izmēru, acīmredzami fiziski neiespējamu. Tomēr normālais sadalījums var būt piemērots dažiem aerosoliem, piemēram, testa aerosoliem, dažiem ziedputekšņu graudiem un sporām.

Plašāk izvēlēts log-normālais sadalījums piešķir numuru frekvenci šādi:

\mathrm{d}f = \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(d_p - \bar{d_p})^2}{2 \sigma^2} }\mathrm{d}d_p

kur:

\sigma ir lieluma sadalījuma standarta novirze un

\bar{d_p} ir vidējais aritmētiskais diametrs.

Log-normālais sadalījumam nav negatīvu vērtību, tas var aptvert plašu vērtību diapazonu un pietiekami labi atbilst daudzām novērotajām lieluma sadalēm.

Daļiņu izmēru raksturošanai dažreiz izmanto arī citus sadalījumus: Rosin-Rammler sadalījums, ko izmanto rupji izkliedētiem putekļiem un aerosoliem; Nukiyama-Tanasawa izplatīšana ļoti plašā diapazonā; jaudas funkciju sadalījums, reizēm tiek piemērots atmosfēras aerosoliem; eksponenciālais sadalījums, ko izmanto pulverveida materiāliem; un mākoņu pilieniem — Khrgian-Mazin izplatība.

## Paaudze un lietojumi
Cilvēki rada aerosolus dažādiem mērķiem, tostarp:

* kā testa aerosoli instrumentu kalibrēšanai, pētījumu veikšanai un paraugu ņemšanas iekārtu un gaisa filtru testēšanai;
* piegādāt dezodorantus, krāsas un citus patēriņa produktus aerosolos;
* izkliedēšanai un izmantošanai lauksaimniecībā;
* respiratorās slimības ārstēšanai; un
* degvielas iesmidzināšanas sistēmās un citās sadedzināšanas tehnoloģijās.

Dažas aerosola veidošanas ierīces ir šādas:

* Aerosola izsmidzinātājs
* Atomizatora sprausla vai smidzinātājs
* Elektropretizācija
* Elektroniskā cigarete
* Vibrējošais sprauslas aerosola ģenerators (VOAG)

## Gatavo aerosola daļiņu stabilitāte
Nanomateriālu aglomerātu stabilitāte ir kritiska, lai novērtētu aerosola daļiņu lielumu sadalījumu no nano pulveriem vai citiem avotiem. Nanotehnoloģijas darba vietās strādājošie var tikt pakļauti ieelpojot kā potenciāli toksiskas vielas, strādājot ar nanomateriāliem un apstrādājot tos. Nanodaļiņas gaisā bieži veido aglomerātus, pateicoties pievilcīgiem daļiņu spēkiem, piemēram, van der Waalsa spēkam vai elektrostatiskajam spēkam, ja daļiņas tiek uzlādētas. Tā rezultātā aerosola daļiņas parasti novēro kā aglomerātus, nevis atsevišķas daļiņas. Par gaisu saturošu nanodaļiņu iedarbību un riska novērtējumu ir svarīgi zināt aerosola lielumu sadalījumu. Inhalējot cilvēkus, daļiņas ar dažādu diametru tiek novietotas dažādās centrālās un perifērijas elpošanas sistēmas vietās. Ir pierādīts, ka daļiņas nanoskaļiņā iekļūst plaušu gaisa un asins barjerā un cilvēka ķermenī, piemēram, smadzenēs, sirdī un aknās, tiek pārvietotas sekundārajos orgānos. Tāpēc nanodaļiņu aglomerātu stabilitātes zināšanas ir svarīgas, lai prognozētu aerosola daļiņu izmēru, tādējādi palīdzot novērtēt to iespējamo risku cilvēka organismā.

Ir izveidotas dažādas eksperimentālās sistēmas, lai pārbaudītu gaisā esošo daļiņu stabilitāti un to potenciālu deaglomerēt dažādos apstākļos. Ding & Riediker (2015) nesen paziņotā visaptverošā sistēma spēj saglabāt stabilu aerosolizācijas procesu un radīt aerosolus ar stabilu skaitļu koncentrāciju un vidējo izmēru no nano pulveriem. Dažādu gaisu saturošu nanomateriālu deģenerācijas potenciālu var arī pētīt, izmantojot kritiskās atveres. Šo procesu pētīja arī Stahlmecke et al. (2009). Papildus tam tika izveidota trieciena fragmentācijas ierīce, lai pētītu savienojumu enerģiju starp daļiņām.

Varētu paredzēt standarta atkaļķošanas testēšanas procedūru ar dažādu esošo sistēmu tipu attīstību. Ja ir pieejama references metode, iespējams, ka aerosola daļiņu atdalīšanas iespējamība darba vietās var tikt sakārtota dažādos nanomateriālos. Šim nolūkam varētu uzsākt testēšanu starp laboratorijām, izmantojot dažādus iestatījumus, lai izpētītu sistēmas īpašību ietekmi uz radīto nanomateriālu aerosolu īpašībām.

## Atsauces

## Ārējās saites