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Embedding and cross-sectioning as a sample preparation procedure for accurate and representative size and shape measurement of nanopowders

  • Reliable measurement of the size of polydisperse, complex-shaped commercial nanopowders is a difficult but necessary task, e.g., for regulatory requirements and toxicity risk assessment. Suitable methods exist for the accurate characterization of the size of non-aggregated, stabilized, spherical and monodisperse nanoparticles. In contrast, industrial nanoscale powders usually require dedicated sample preparation procedures developed for the analysis method of choice. These nano-powders tend to agglomerate and/or aggregate, a behavior which in combination with an innate broad particle size distribution and irregular shape often significantly alters the achievable accuracy of the measured size parameters. The present study systematically tests two commercially available nanoscale powders using different sample preparation methods for correlative analysis by scanning electron microscopy, dynamic light scattering, Brunauer–Emmet–Teller method and differential mobility analysis. One focusReliable measurement of the size of polydisperse, complex-shaped commercial nanopowders is a difficult but necessary task, e.g., for regulatory requirements and toxicity risk assessment. Suitable methods exist for the accurate characterization of the size of non-aggregated, stabilized, spherical and monodisperse nanoparticles. In contrast, industrial nanoscale powders usually require dedicated sample preparation procedures developed for the analysis method of choice. These nano-powders tend to agglomerate and/or aggregate, a behavior which in combination with an innate broad particle size distribution and irregular shape often significantly alters the achievable accuracy of the measured size parameters. The present study systematically tests two commercially available nanoscale powders using different sample preparation methods for correlative analysis by scanning electron microscopy, dynamic light scattering, Brunauer–Emmet–Teller method and differential mobility analysis. One focus was set on the sample preparation by embedding nanoparticles in carbon-based hot-mounting resin. Literature on this topic is scarce and the accuracy of the data extracted from cross sections of these particles is unclearly stated. In this paper systematic simulations on the deviation of the size parameters of well-defined series of nanoparticles with different shapes from the nominal value were carried out and the contributing factors are discussed.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Paul MrkwitschkaORCiD, Bastian RühleORCiD, Petra Kuchenbecker, Oliver Löhmann, Franziska Lindemann, Vasile-Dan HodoroabaORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Scientific Reports
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.0 Abteilungsleitung und andere
4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.2 Material-Mikrobiom Wechselwirkungen
5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse
6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer Nature
Verlagsort:London
Jahrgang/Band:14
Aufsatznummer:511
Erste Seite:1
Letzte Seite:10
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Cerium oxide; Cross-sectioning; Electron microscopy; Nanopowder; Sample preparation; Zinc oxide
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
DOI:10.1038/s41598-023-51094-0
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-593289
ISSN:2045-2322
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:18.01.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.01.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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