Congress Articles

Articles from CFA congresses before 2014 can be found by clicking here (when available).

 

Deposition characteristics of bioaerosols by inertial impaction

UGUR SOYSAL (1), EVELYNE GÉHIN (1), FRÉDÉRIC MARTY (2), EMMANUELLE ALGRÉ (2), CHARLES MOTZKUS (3)

1. Université Paris-Est, CERTES (EA3481), Créteil, France
2. Université Paris-Est, ESYCOM (EA 2552), ESIEE Paris, Noisy Ie Grand, France
3. CSTB, Marne-la-Vallée, France

[2019]

Download the Article (PDF)

Résumé

Dans ce contexte, de multiples bio-impacteurs sous la forme de buses un étage rondes ont été conçues, fabriquées et caractérisées à partir de considérations classiques dans la conception des impacteurs. Ensuite, des aérosols et bio-aérosols de différentes origines et tailles ont été impactées sur du silicium (lisse) et du silicium nano-structuré pour évaluer les caractéristiques de déposition de ces aérosols sur de telles surfaces. Les résultats expérimentaux montrent que la taille des particules volatiles déterminent les caractéristiques de déposition par un procédé de rebond et de ré-entrainement (effet de rebond). L'efficacité de collecte dans la première zone d'impact a été estimée. Le silicium nano-structuré permet de réduire l'effet de rebond des particules micrométriques grâce à ses piliers pointus en cassant les particules en plus petits fragments ce qui a comme conséquence de confiner la déposition sous la buse. Cette déposition localisée peut facilement être alignée avec un micro-capteur. Ainsi cette étude suggère que les capteurs MEMS de masse inertielle sont adaptés pour la détection de particules de tailles micrométriques.


Mots clés

Bioaérosols, caractéristiques de dépôt, détection en temps réel, microbalance, systèmes microélectromécaniques (MEMS)

Abstract

The objective of this study is to elaborate a micro sampling method that can possibly be combined with inertial mass sensors such as silicon-based MEMS. In this context, a multiple round nozzle single-stage bio-impactor has been designed, fabricated, and characterized based on classical impactor design criteria. The latter, various type and size of bioaerosols and aerosol test particles have been impacted on silicon (smooth) and nanostructured silicon surfaces in order to investigate the deposition characteristics. The empirical results show that the size of airborne particles determines the deposition characteristic by the mechanism of rebound and re-entrainment (i.e. bounce effect). The local collection efficiency in the primary impaction zone has been estimated. Furthermore, nanostructured silicon surface has enabled to reduce the bouncing effect of micron size particles due to its sharp pillars by breaking the particles into fragments, which result in a confined deposition pattern under the nozzle. This localized pattern can be easily aligned with the micro sensor. Therefore, this study envisages that nanostructured silicon-based inertial MEMS mass sensors are favorable for the detection of micron size particles.


Keywords

Bioaerosols, deposition characteristics, Real-time detection, Microbalance, Microelectromechanical systems (MEMS)

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2019-16695

<< My account >>
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de cookies pour réaliser des statistiques de visites.