УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕЛКИХ ЧАСТИЦ, В ЧАСТНОСТИ НАНОТРУБОК

1. Собирающее устройство (1) для сбора наночастиц, переносимых в текучей среде (F), в целях определения воздействия наночастиц (N) на собирающее устройство (1), причем указанное собирающее устройство (1) содержит
канал (2) для текучей среды, содержащий вход (3) текучей среды и выход (4) текучей среды,
продвигающий элемент (5) для текучей среды, обеспечивающий продвижение указанной текучей среды (F) через канал (2) для текучей среды, и
по меньшей мере один собирающий элемент (7), расположенный в указанном канале (2) для текучей среды, для сбора наночастиц (N), переносимых в указанной текучей среде (F),
причем собирающий элемент (7) содержит собирающую поверхность (8) и структуру (9) усиления, при этом данная структура (9) усиления соединена с указанной собирающей поверхностью (8),
причем осаждение указанных наночастиц (N) предусмотрено в области указанной собирающей поверхности (8) и указанной структуры (9) усиления, и
причем указанная собирающая поверхность (8) со структурой (9) усиления выполнены с возможностью усиления спектральных характеристик указанных наночастиц (N) для обеспечения возможности простого анализа количества собранных наночастиц (N).
2. Собирающее устройство (1) по п. 1, в котором данное собирающее устройство (1) предусмотрено исключительно для сбора наночастиц (N), а не для определения количества собранных наночастиц (N), и/или выполнено в виде портативного устройства, в частности в виде персонального портативного устройства.
3. Собирающее устройство (1) по п. 1 или 2, в котором указанная собирающая поверхность (8) и указанная структура (9) усиления выполнены с возможностью проведения поверхностно-усиленного рамановского рассеяния, что обеспечивает возможность обнаружения наночастиц (N) посредством рамановской спектроскопии.
4. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-3, в котором указанная структура (9) усиления содержит края (10), расположенные в плоскости (Р), образованной поверхностью или указанной собирающей поверхностью (8) указанного собирающего элемента (7).
5. Собирающее устройство (1) по п. 4, в котором собирающий элемент (7) представляет собой фильтровальную пластину (11) со множеством фильтровых пор (12), причем граница указанных фильтровых пор (12) образует указанный край (10).
6. Собирающее устройство (1) по п. 4 или 5,
в котором указанные фильтровые поры (12) равномерно распределены по площади указанной фильтровальной пластины (11), которая проходит по поперечному сечению канала (2) для текучей среды;
и/или
в котором ширина (W) указанных фильтровых пор находится в диапазоне от 20 до 900 нанометров, в частности - в диапазоне от 80 до 200 нанометров;
и/или
8
10
в котором плотность указанных фильтровых пор (12) находится в диапазоне от 10 до 10 пор на квадратный сантиметр.
7. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 4-6, в котором фильтровальная пластина (11) содержит покрытие (13) из благородного металла, такого как платина, или серебро, или золото, или палладий, при этом указанное покрытие расположено так, чтобы указанные наночастицы (N) осаждались, по меньшей мере частично, на областях покрытия, которые предпочтительно представляют собой:
всю поверхность фильтровальной пластины (11), или
по меньшей мере собирающую поверхность (8) фильтровальной пластины (11), или
по меньшей мере края (10) фильтровых пор (12).
8. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 4-7, в котором материалом фильтровальной пластины (11) является нитрид кремния (SiN), или кремний (Si), или оксид алюминия, или пористый кремний.
9. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-3, в котором указанный собирающий элемент (7) является фильтровальной мембраной (14), содержащей указанную структуру (9) усиления.
10. Собирающее устройство (1) по п. 9,
в котором указанная структура (9) усиления расположена на поверхности (15) фильтровальной мембраны (14) и/или внедрена в указанную фильтровальную мембрану (14), и/или
в котором указанная фильтровальная мембрана (14), по меньшей мере частично, покрыта покрытием (13) из благородного металла, такого как платина, или серебро, или золото, или палладий, и/или
в котором материалом фильтровальной мембраны (14) является поликарбонат, и/или смесь эфиров целлюлозы, и/или политетрафторэтилен.
11. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-10,
в котором собирающий элемент (7) дополнительно содержит референсный участок (18), на котором размещена определенная референсная или калибровочная информация; и/или
в котором собирающее устройство (1) дополнительно содержит аккумулятор (20), обеспечивающий запитку по меньшей мере указанного продвигающего элемента (5) для текучей среды.
12. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-11, в котором данное собирающее устройство (1) содержит в указанном канале (2) для текучей среды узел (16) фильтра, расположенный перед указанным собирающим элементом (7), если смотреть в направлении потока (А) указанной текучей среды (F).
13. Собирающее устройство (1) по п. 12, в котором узел (16) фильтра содержит канал (25) фильтра с несколькими изогнутыми участками (26), по меньшей мере один вход (27) в указанный канал (25) фильтра и по меньшей мере один выход (28) из указанного канала (25) фильтра, причем для каждого из указанных изогнутых участков (26) предусмотрен один из указанных выходов (28), при этом радиус указанных изогнутых участков (26) предусмотрен таким, чтобы обеспечить возможность отделения частиц, подлежащих сбору, от других частиц, не представляющих интереса, и при этом по меньшей мере один из указанных выходов (28) направлен к собирающему элементу (7).
14. Собирающее устройство (1) по п. 12, в котором узел (16) фильтра представляет собой фильтровальный элемент, содержащий фильтровые поры, которые больше наночастиц, подлежащих сбору, что обеспечивает прохождение подлежащих сбору наночастиц через фильтровальный элемент.
15. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-14, в котором вход (3) текучей среды, части (2а) канала для текучей среды и собирающий элемент (7) являются частями собирающего картриджа (29), который выполнен отдельным от собирающего устройства (1), но с возможностью соединения с собирающим устройством (1) или вставления в собирающее устройство (1), причем части (2а) канала (2) для текучей среды собирающего картриджа (29) выполнены с возможностью соединения с частями (2b) канала (2) для текучей среды собирающего устройства (1) посредством контактной поверхности (30) канала для текучей среды.
16. Собирающее устройство (1) по п. 13 и 15, в котором канал (25) фильтра является частью канала (2) для текучей среды собирающего картриджа (29), причем один из указанных собирающих элементов (7) расположен до по меньшей мере одного из указанных выходов.
17. Собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-16, в котором собирающее устройство (1) или собирающий картридж содержит окно (17), прозрачное, в частности, для лазерного излучения с длиной волны в диапазоне от 514 до 785 нанометров, в частности - 532 нанометра, причем под указанным окном (17) расположен указанный собирающий элемент (7), при этом через указанное окно (17) обеспечена возможность выполнения анализа наночастиц, осажденных на или в указанном собирающем элементе (7).
18. Собирающий элемент (7) для использования в собирающем устройстве (1) согласно одному из предыдущих пп.1-17, содержащий собирающую поверхность (8) и структуру (9) усиления, соединенную с собирающей поверхностью (8).
19. Собирающий элемент (7) по п. 18, в котором указанный узел (16) фильтра и указанный собирающий элемент (7) выполнены в виде единого элемента с возможностью вставления в канал (2) для текучей среды.
20. Собирающий картридж (29) для использования в собирающем устройстве по любому из пп. 1-17,
причем указанный собирающий картридж (29) содержит вход (3) текучей среды, части (2а) канала (2) для текучей среды и собирающий элемент (7), при этом указанный собирающий картридж (29) выполнен отдельным от собирающего устройства (1), но с возможностью соединения с собирающим устройством (1) или вставления в него,
причем части (2а) канала (2) для текучей среды собирающего картриджа (29) соединены с частями (2b) канала (2) для текучей среды (2) собирающего устройства (1) с помощью контактной поверхности (30) канала для текучей среды.
21. Собирающий элемент (7) по любому из пп. 18-19 или собирающий картридж по п. 20, причем собирающий элемент или собирающее устройство служит в качестве устройства мазковых проб поверхности для измерения загрязнения процесса.
22. Система, содержащая по меньшей мере по одному из собирающего устройства (1) по любому из пп. 1-17 и спектрометра (19), предпочтительно выполненного с возможностью работы в режиме рамановской спектроскопии.
23. Система по п. 22, в которой собирающее устройство (1) выполнено отдельным от спектрометра (19) и с возможностью вставления в спектрометр (19), чтобы проанализировать количество собранных наночастиц.
24. Система по п. 22 или 23, в которой собирающий элемент или собирающий картридж (29) выполнены съемными из собирающего устройства (1) в спектрометре (19).
25. Способ анализа воздействия наночастиц, в частности углеродных нанотрубок, и/или углеродных нановолокон, и/или углеродных нанопластинок, и/или твердых частицы размером менее 2,5 мкм (РМ 2.5), содержащий следующие шаги:
подвергают воздействию среды, возможно загрязненной указанными наночастицами, собирающее устройство (1) по любому из пп. 1-17;
обеспечивают непрерывное функционирование указанного продвигающего элемента (5) для текучей среды, пока собирающее устройство (1) находится в указанной среде;
удаляют собирающее устройство (1) из указанной среды;
помещают собирающее устройство (1) в спектрометр в соответствии с системой по любому из пп. 22-24, и
анализируют спектр наночастиц, осажденных на структуре (9) усиления собирающего элемента (7), чтобы получить информацию о воздействии наночастиц, причем для анализа спектра предпочтительно используют рамановскую спектроскопию.
26. Способ по п. 25, в котором между шагом помещения собирающего устройства в спектрометр и выполнением анализа спектра наночастиц дополнительно присутствует шаг извлечения собирающего картриджа (29) из собирающего устройства (1).
27. Способ по п. 25 или 26, в котором продолжительность времени воздействия на устройство, и/или данные устройства, и/или данные сотрудника регистрируют, и/или сохраняют, и/или передают, и/или обрабатывают.