ISO TS 80004-6:2021
(Main)Nanotechnologies - Vocabulary - Part 6: Nano-object characterization
Nanotechnologies - Vocabulary - Part 6: Nano-object characterization
This document defines terms related to the characterization of nano-objects in the field of nanotechnologies.
It is intended to facilitate communication between organizations and individuals in research, industry and other interested parties and those who interact with them.
Nanotechnologies - Vocabulaire - Partie 6: Caractérisation des nano-objets
Le présent document définit les termes relatifs à la caractérisation des nano-objets dans le domaine des nanotechnologies.
Il est destiné à faciliter la communication entre les organismes, les chercheurs, les industriels, les autres parties intéressées et leurs interlocuteurs.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 80004-6
Second edition
2021-03
Nanotechnologies — Vocabulary —
Part 6:
Nano-object characterization
Nanotechnologies — Vocabulaire —
Partie 6: Caractérisation des nano-objets
Reference number
ISO/TS 80004-6:2021(E)
©
ISO 2021
ISO/TS 80004-6:2021(E)
© ISO 2021
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on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
ISO/TS 80004-6:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions (General terms) . 1
4 Terms related to size and shape measurement . 3
4.1 Terms related to measurands for size and shape . 3
4.2 Terms related to scattering techniques . 4
4.3 Terms related to aerosol characterization . 6
4.4 Terms related to separation techniques . 7
4.5 Terms related to microscopy . 9
4.6 Terms related to surface area measurement .12
5 Terms related to chemical analysis .13
6 Terms related to measurement of other properties .18
6.1 Terms related to mass measurement .18
6.2 Terms related to thermal measurement .18
6.3 Terms related to crystallinity measurement .19
6.4 Terms related to charge measurement in suspensions .19
Bibliography .21
Index .23
ISO/TS 80004-6:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 229, Nanotechnologies, in collaboration
with Technical Committee IEC/TC 113, Nanotechnology for electrotechnical products and systems
and with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 352,
Nanotechnologies, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/TS 80004-6:2013), which has been
technically revised throughout.
A list of all parts in the ISO/TS 80004 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/TS 80004-6:2021(E)
Introduction
Measurement and instrumentation techniques have effectively opened the door to modern
nanotechnology. Characterization is key to understanding the properties and function of all nano-
objects.
Nano-object characterization involves interactions between people with different backgrounds
and from different fields. Those interested in nano-object characterization might, for example, be
materials scientists, biologists, chemists or physicists, and might have a background that is primarily
experimental or theoretical. Those making use of the data extend beyond this group to include
regulators and toxicologists. To avoid any misunderstandings, and to facilitate both comparability and
the reliable exchange of information, it is essential to clarify the concepts, to establish the terms for use
and to establish their definitions.
The terms are classified under the following broad headings:
— Clause 3: General terms;
— Clause 4: Terms related to size and shape measurement;
— Clause 5: Terms related to chemical analysis;
— Clause 6: Terms related to measurement of other properties.
These headings are intended as a guide only, as some techniques can determine more than one property.
Subclause 4.1 lists the overarching measurands that apply to the rest of Clause 4. Other measurands are
more technique-specific and are placed in the text adjacent to the technique.
It should be noted that most techniques require analysis in a non-native state and involve sample
preparation, e.g. placing the nano-objects on a surface or placing them in a specific fluid or vacuum.
This could change the nature of the nano-objects.
The order of the techniques in this document should not be taken to indicate a preference and the
techniques listed in this document are not intended to be exhaustive. Equally, some of the techniques
listed in this document are more popular than others in their usage in analysing certain properties of
nano-objects. Table 1 lists alphabetically the common techniques for nano-object characterization.
Subclause 4.5 provides definitions of microscopy methods and related terms. When abbreviated terms
are used, note that the final “M”, given as “microscopy”, can also mean “microscope” depending on the
context. For definitions relating to the microscope, the word “method” can be replaced by the word
“instrument” where that appears.
Clause 5 provides definitions of terms related to chemical analysis. For these abbreviated terms, note
that the final “S”, given as “spectroscopy”, can also mean “spectrometer” depending on the context. For
definitions relating to the spectrometer, the word “method” can be replaced by the word “instrument”
where that appears.
This document is intended to serve as a starting reference for the vocabulary that underpins
measurement and characterization efforts in the field of nanotechnologies.
ISO/TS 80004-6:2021(E)
Table 1 — Alphabetical list of the common techniques for nano-object characterization
Property Common techniques
Size centrifugal liquid sedimentation (CLS)
atomic-force microscopy (AFM)
differential mobility analysing system (DMAS)
dynamic light scattering (DLS)
variants of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
particle tracking analysis (PTA)
scanning electron microscopy (SEM)
small-angle X-ray scattering (SAXS)
transmission electron microscopy (TEM)
Shape atomic-force microscopy (AFM)
scanning electron microscopy (SEM)
transmission electron microscopy (TEM)
Surface area Brunauer–Emmett–Teller (BET) method
“Surface” chemistry Raman spectroscopy
secondary-ion mass spectrometry (SIMS)
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
Chemistry of the energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)
“bulk” sample
inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy
Crystallinity selected area electron diffraction (SAED)
X-ray diffraction (XRD)
Electrokinetic electrophoretic mobility
potential in
suspensions
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 80004-6:2021(E)
Nanotechnologies — Vocabulary —
Part 6:
Nano-object characterization
1 Scope
This document defines terms related to the characterization of nano-objects in the field of
nanotechnologies.
It is intended to facilitate communication between organizations and individuals in research, industry
and other interested parties and those who interact with them.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions (General terms)
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
nanoscale
length range approximately from 1 nm to 100 nm
Note 1 to entry: Properties that are not extrapolations from a larger size are predominantly exhibited in this
length range.
[SOURCE: ISO/TS 80004-1:2015, 2.1]
3.2
nano-object
discrete piece of material with one, two or three external dimensions in the nanoscale (3.1)
Note 1 to entry: The second and third external dimensions are orthogonal to the first dimension and to each other.
[SOURCE: ISO/TS 80004-1:2015, 2.5]
3.3
nanoparticle
nano-object (3.2) with all external dimensions in the nanoscale (3.1) where the lengths of the longest
and the shortest axes of the nano-object do not differ significantly
Note 1 to entry: If the dimensions differ significantly (typically by more than three times), terms such as nanofibre
(3.6) or nanoplate (3.4) may be preferred to the term “nanoparticle”.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.4]
ISO/TS 80004-6:2021(E)
3.4
nanoplate
nano-object (3.2) with one external dimension in the nanoscale (3.1) and the other two external
dimensions significantly larger
Note 1 to entry: The larger external dimensions are not necessarily in the nanoscale.
Note 2 to entry: See 3.3, Note 1 to entry.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.6]
3.5
nanorod
solid nanofibre (3.6)
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.7]
3.6
nanofibre
nano-object (3.2) with two external dimensions in the nanoscale (3.1) and the third dimension
significantly larger
Note 1 to entry: The largest external dimension is not necessarily in the nanoscale.
Note 2 to entry: The terms “nanofibril” and “nanofilament” can also be used.
Note 3 to entry: See 3.3, Note 1 to entry.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.5]
3.7
nanotube
hollow nanofibre (3.6)
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.8]
3.8
quantum dot
nanoparticle (3.3) or region which exhibits quantum confinement in all three spatial directions
[SOURCE: ISO/TS 80004-12:2016, 4.1, modified — Note 1 to entry has been deleted.]
3.9
particle
minute piece of matter with defined physical boundaries
Note 1 to entry: A physical boundary can also be described as an interface.
Note 2 to entry: A particle can move as a unit.
Note 3 to entry: This general particle definition applies to nano-obj
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 80004-6
Deuxième édition
2021-03
Nanotechnologies — Vocabulaire —
Partie 6:
Caractérisation des nano-objets
Nanotechnologies — Vocabulary —
Part 6: Nano-object characterization
Numéro de référence
ISO/TS 80004-6:2021(F)
©
ISO 2021
ISO/TS 80004-6:2021(F)
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
ISO/TS 80004-6:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions (Termes généraux). 1
4 Termes relatifs au mesurage de la taille et de la forme . 3
4.1 Termes relatifs aux mesurandes utilisés pour la taille et la forme . 3
4.2 Termes relatifs aux techniques de diffusion . 4
4.3 Termes relatifs à la caractérisation des aérosols . 6
4.4 Termes relatifs aux techniques de séparation . 7
4.5 Termes relatifs à la microscopie . 9
4.6 Termes relatifs au mesurage de l’aire de surface .13
5 Termes relatifs à l’analyse chimique .14
6 Termes relatifs au mesurage d’autres propriétés .19
6.1 Termes relatifs au mesurage de la masse .19
6.2 Termes relatifs au mesurage thermique .20
6.3 Termes relatifs au mesurage de la cristallinité .20
6.4 Termes relatifs au mesurage des charges dans les suspensions .20
Bibliographie .22
Index .24
ISO/TS 80004-6:2021(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 229, Nanotechnologies, en
collaboration avec le comité technique IEC/TC 113, Nanotechnologies relatives aux appareils et systèmes
électrotechnologiques, ainsi qu'avec le comité technique CEN/TC 352, Nanotechnologies, du Comité
européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO/TS 80004-6:2013), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO/TS 80004 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
ISO/TS 80004-6:2021(F)
Introduction
Les techniques de mesure et d’instrumentation ont largement contribué à ouvrir efficacement la
porte aux nanotechnologies modernes. La caractérisation constitue l’élément clé pour comprendre les
propriétés et les fonctions de tous les nano-objets.
La caractérisation des nano-objets implique des interactions entre des personnes ayant des formations
différentes et intervenant dans divers domaines. Les personnes s’intéressant à la caractérisation des
nano-objets peuvent être, par exemple, des spécialistes des sciences des matériaux, des biologistes, des
chimistes ou des physiciens et leur formation peut être essentiellement expérimentale ou théorique.
Les personnes qui utilisent les données vont au-delà de ce groupe et comprennent des spécialistes de la
réglementation et des toxicologues. Afin d’éviter toute ambiguïté et de faciliter à la fois la comparabilité
et l’échange fiable d’informations, il est essentiel de clarifier les concepts et d’établir les termes à utiliser
ainsi que leurs définitions.
Les termes sont classés sous les titres généraux suivants:
— Article 3: Termes et définitions;
— Article 4: Termes relatifs au mesurage de la taille et de la forme;
— Article 5: Termes relatifs à l’analyse chimique;
— Article 6: Termes relatifs au mesurage d’autres propriétés.
Ces catégories sont uniquement destinées à servir de guide, car certaines techniques permettent de
déterminer plus d’une propriété. Le paragraphe 4.1 énumère les principaux mesurandes qui s’appliquent
au reste de l’Article 4. D’autres mesurandes sont plus spécifiques à une technique et sont placés dans le
texte à côté de la technique.
Il convient de noter que la plupart des techniques nécessitent une analyse dans un état non natif et
impliquent une préparation des échantillons, par exemple en plaçant les nano-objets sur une surface
ou dans un fluide spécifique ou sous vide. Cela pourrait conduire à une modification de la nature des
nano-objets.
Il convient de ne pas considérer l’ordre dans lequel les techniques sont présentées dans le document
comme un ordre de préférence. La liste des techniques énumérées dans le présent document n’est
pas exhaustive. Par ailleurs, certaines des techniques énumérées dans le présent document sont plus
connues que d’autres pour leur utilisation dans l’analyse de certaines propriétés des nano-objets. Le
Tableau 1 énumère, par ordre alphabétique, les techniques couramment utilisées pour la caractérisation
des nano-objets.
Le paragraphe 4.5 fournit les définitions des méthodes de microscopie et les termes associés. Lorsque
des termes abrégés sont utilisés, il faut noter que le «M» final, donné pour «microscopie», peut également
signifier «microscope», selon le contexte. Pour obtenir les définitions relatives au microscope, le terme
«méthode» peut être remplacé par «instrument», le cas échéant.
L’Article 5 fournit les définitions de termes se rapportant à l’analyse chimique. Pour ces termes abrégés,
il faut noter que le «S» final, donné pour «spectroscopie», peut également signifier «spectromètre»,
selon le contexte. Pour obtenir les définitions relatives au spectromètre, le terme «méthode» peut être
remplacé par «instrument», le cas échéant.
Le présent document est destiné à servir de référence de départ pour le vocabulaire utilisé en soutien
aux efforts de mesurage et de caractérisation dans le domaine des nanotechnologies.
ISO/TS 80004-6:2021(F)
Tableau 1 — Liste alphabétique des techniques couramment utilisées pour la caractérisation
des nano-objets
Propriété Techniques courantes
Taille sédimentation par centrifugation en phase liquide (CLS)
microscopie à force atomique (AFM)
analyseur de mobilité différentielle (DMAS)
diffusion dynamique de la lumière (DLS)
variantes de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS)
analyse par traçage des particules (PTA)
microscopie électronique à balayage (SEM)
diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS)
microscopie électronique à transmission (TEM)
Forme microscopie à force atomique (AFM)
microscopie électronique à balayage (SEM)
microscopie électronique à transmission (TEM)
Aire de surface méthode de Brunauer-Emmett-Teller (BET)
Composition chimique spectroscopie Raman
de surface
spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS)
spectroscopie de photoélectrons X (XPS)
Composition chimique spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (EDX)
de l’échantillon massique
spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS)
spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN)
Cristallinité diffraction électronique sur une aire sélectionnée (SAED)
diffraction des rayons X (XRD)
Potentiel électrocinétique mobilité électrophorétique
dans les suspensions
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 80004-6:2021(F)
Nanotechnologies — Vocabulaire —
Partie 6:
Caractérisation des nano-objets
1 Domaine d'application
Le présent document définit les termes relatifs à la caractérisation des nano-objets dans le domaine des
nanotechnologies.
Il est destiné à faciliter la communication entre les organismes, les chercheurs, les industriels, les autres
parties intéressées et leurs interlocuteurs.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions (Termes généraux)
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
échelle nanométrique
échelle de longueur s’étendant approximativement de 1 nm à 100 nm
Note 1 à l'article: Les propriétés qui ne constituent pas des extrapolations par rapport à des dimensions plus
grandes sont principalement manifestes dans cette échelle de longueur.
[SOURCE: ISO/TS 80004-1:2015, 2.1]
3.2
nano-objet
portion discrète de matériau dont une, deux ou les trois dimensions externes sont à l’échelle
nanométrique (3.1)
Note 1 à l'article: Les deuxième et troisième dimensions externes sont orthogonales à la première dimension et
l’une par rapport à l’autre.
[SOURCE: ISO/TS 80004-1:2015, 2.5]
3.3
nanoparticule
nano-objet (3.2) dont toutes les dimensions externes sont à l’échelle nanométrique (3.1) et dont les
longueurs du plus grand et du plus petit axes ne diffèrent pas de façon significative
Note 1 à l'article: Si les dimensions diffèrent de façon significative (généralement d’un facteur supérieur à 3), des
termes tels que nanofibre (3.6) ou nanoplaque (3.4) peuvent
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.