Physical characterization of engineered aerosol particles

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

Abstract

Den här avhandlingen handlar om luftburna designade nanopartiklar och hur man
tar reda på vilka egenskaper de har. Luftburna partiklar eller aerosoler är något som
människan alltid har haft omkring sig. Oavsett om det varit i form av pollen, rök från
eldstaden, eller från astmainhalatorn så har de alltid varit där och påverkat oss. I varje
andetag drar vi in flera tusen partiklar, men vilken typ de är beror på var någonstans
man är. I många fall är partiklarna inte något som gynnar kroppen men just eftersom
inandning av partiklar inte är något nytt har flera olika system i kroppen utvecklats för
att ta hand om de partiklar som fastnar i lungorna, andra partikeltyper är svårare för
kroppen att hantera. Ett historiskt exempel är asbestfibrer som när de används till
isolering har många goda egenskaper, men som när de blir luftburna och andas in
orsakar cancer. Genom att studera hur asbestfibrer påverkar kroppen och varför de är
farliga kom man fram till att det till stor del berodde på att de var olösliga i lungorna.
Med den vetskapen designade man nya material som inte hade de oönskade effekterna
som asbestfibrer. Kolnanorör är en ny typ av material som nu börjat användas med till
synes liknande egenskaper som asbestfibrer men där användningsområdena skiljer sig.
För att undvika liknande problem som uppstod för asbest vidtar man idag betydligt
grundligare undersökningar, speciellt vid tillverkningen för att minimera riskerna att
någon kommer till skada.
För att kunna avgöra vilka som är skadliga och vilka som vi kan dra nytta av
behöver vi veta vad som gör en partikel god eller ond. Till detta behövs tekniker från
många olika fält som inte naturligt varit en del av samma område inom
naturvetenskapen eller tekniken. När det dessutom handlar om nya material som
används inom nya områden är behovet av nya grepp för att förstå dessa partiklar
uppenbart.
I detta arbete visar jag på flera olika angreppsvinklar som kan användas för att få en
helhetsbild av luftburna nanopartiklar. Partiklarna som studerats har haft sitt ursprung
både i faktiska tillämpningar ute på arbetsplatser och medvetet genererade i labbet. Jag
har undersökt vad som sker från själva tillblivelsen av partiklar i gnisturladdningar, till
fundamentala egenskaper som hur de växer till under de första ögonblicken efter sitt
skapande, samt när och var partiklar släpps ut under industriell produktion. Genom att
förstå hela processen kan man enklare designa partiklar med de egenskaper man vill
ha, och undvika de man inte vill ha. En god kontroll över vad man producerar hjälper
xiv
också till när man ska ta reda på vad som faktiskt spelar roll när man studerar vilka
effekter partiklarna har på, till exempel, levande celler.
Beroende på i vilket sammanhang partiklarna förekommer och anledningen till att
man vill undersöka dem måste man göra en avvägning i hur pass noggrann man kan
vara. Det hade varit bäst om man kunde undersöka allt men oftast är det inte fallet.
Omfattande undersökningar kräver resurser både i form av tid och pengar, och dessa
är ofta begränsade. I fallet med arbetsmiljö är det oftare av intresse att, i alla fall till en
början, kunna peka på om det finns en uppenbar fara för de som vistas i miljön än att
ge detaljerad information som skulle ta längre tid att få fram. Ibland kan förvånansvärt
enkla metoder ge goda och relevanta resultat. För grundforskning i en kontrollerad
miljö ges möjligheten att kunna studera betydligt mindre delar av en process så som
partikelbildning. De upptäckter man gör i det steget kan senare användas för till
exempel diagnostik av processen under produktion eller för optimering av egenskaper
hos partiklarna.
Jag har i mina studier tagit fram metoder för att identifiera och klassificera
nanomaterial som släpps ut under produktion genom att använda analysmetoder som
tidigare inte använts i fältet. Jag har genom mina studier kunnat kartlägga
partikelbildning från de allra första ögonblicken till processade nanopartiklar under
partikelbildning och genom detta möjliggjort optimering av gnisturladdningsgenerering
av nanopartiklar. Jag har också lyckats producera nanopartiklar av material
som tidigare aldrig gjorts.

Detaljer

Författare
  • Linus Ludvigsson
Enheter & grupper
Forskningsområden

Ämnesklassifikation (UKÄ) – OBLIGATORISK

  • Fysik
  • Annan materialteknik
  • Nanoteknik

Nyckelord

  • Fysicumarkivet A:2017:Ludvigsson
Bidragets titel på inmatningsspråkPhysical characterization of engineered aerosol particles
Originalspråksvenska
KvalifikationDoktor
Tilldelande institution
Handledare/Biträdande handledare
Tilldelningsdatum2017 sep 22
UtgivningsortLund
Utgåva1:a
Förlag
  • Solid State Physics
Tryckta ISBN978-91-7753-407-5
Elektroniska ISBN978-91-7753-408-2
StatusPublished - 2017 aug 29
PublikationskategoriForskning

Bibliografisk information

Defence details Date: 2017-09-22 Time: 09:15 Place: Lecture hall Rydbergsalen, Fysicum, Sölvegatan 14, Lund University, Faculty of Engineering. External reviewer(s) Name: Mädler, Lutz Title: Professor Affiliation: University of Bremen, Germany ---

Nedladdningar

Ingen tillgänglig data

Relaterad forskningsoutput

Svensson, C., Ludvigsson, L., Meuller, B., Eggersdorfer, M. L., Knut Deppert, Mats Bohgard, Joakim Pagels, Maria Messing & Jenny Rissler, 2015, I : Journal of Aerosol Science. 87, s. 38-52

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Visa alla (5)

Relaterade aktiviteter

Messing, M. (Första/primär/huvudhandledare), Deppert, K. (Andra handledare), Pagels, J. (Andra handledare)
2012 okt 12017 sep 30

Aktivitet: Examination och handledarskapHandledning av forskarstuderande

Visa alla (1)