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.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
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 2021
© ISO 2021
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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
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.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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.
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]
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-objects (3.2).
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.1]
3.10
agglomerate
collection of weakly or medium strongly bound particles (3.9) where the resulting external surface area
is similar to the sum of the surface areas of the individual components
Note 1 to entry: The forces holding an agglomerate together are weak forces, for example van der Waals forces or
simple physical entanglement.
Note 2 to entry: Agglomerates are also termed “secondary particles” and the original source particles are termed
“primary particles”.
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[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.4]
3.11
aggregate
particle (3.9) comprising strongly bonded or fused particles where the resulting external surface area
is significantly smaller than the sum of surface areas of the individual components
Note 1 to entry: The forces holding an aggregate together are strong forces, for example covalent or ionic bonds,
or those resulting from sintering or complex physical entanglement, or otherwise combined former primary
particles.
Note 2 to entry: Aggregates are also termed “secondary particles” and the original source particles are termed
“primary particles”.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.5]
3.12
aerosol
system of solid and/or liquid particles (3.9) suspended in gas
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.1]
3.13
suspension
heterogeneous mixture of materials comprising a liquid and a finely dispersed solid material
[SOURCE: ISO 4618:2014, 2.246]
3.14
dispersion
multi-phase system in which discontinuities of any state (solid, liquid or gas: discontinuous phase) are
distributed in a continuous phase of a different composition or state
Note 1 to entry: This term also refers to the act or process of producing a dispersion; in this context the term
“dispersion process” should be used.
Note 2 to entry: If solid particles (3.9) are distributed in a liquid, the dispersion is referred to as a suspension (3.13).
If the dispersion consists of two or more immiscible liquid phases, it is termed an “emulsion”. A suspoemulsion
consists of both solid and liquid phases distributed in a continuous liquid phase.
[SOURCE: ISO/TR 13097:2013, 2.5, modified — In the definition, “in general, microscopic” has been
deleted and “distributed” has replaced “dispersed”. Notes 1 and 2 to entry have replaced the original
Note 1 to entry.]
4 Terms related to size and shape measurement
4.1 Terms related to measurands for size and shape
4.1.1
particle size
linear dimension of a particle (3.9) determined by a specified measurement method and under specified
measurement conditions
Note 1 to entry: Different methods of analysis are based on the measurement of different physical properties.
Independent of the particle property actually measured, the particle size can be reported as a linear dimension,
e.g. as the equivalent spherical diameter.
4.1.2
particle size distribution
distribution of the quantity of particles (3.9) as a function of particle size (4.1.1)
Note 1 to entry: Particle size distribution may be expressed as cumulative distribution or a distribution density
(distribution of the fraction of material in a size class, divided by the width of that class).
Note 2 to entry: The quantity can be, for example, number, mass or volume based.
4.1.3
particle shape
external geometric form of a particle (3.9)
[SOURCE: ISO 3252:2019, 3.1.59, modified — “powder” has been deleted before “particle”.]
4.1.4
aspect ratio
ratio of length of a particle (3.9) to its width
[SOURCE: ISO 14966:2019, 3.7]
4.1.5
equivalent diameter
diameter of a sphere that produces a response by a given particle-size measurement method that is
equivalent to the response produced by the particle (3.9) being measured
Note 1 to entry: Physical properties are, for example, the same settling velocity or electrolyte solution displacing
volume or projection area under a microscope. The physical property to which the equivalent diameter refers
should be indicated using a suitable subscript (see ISO 9276-1:1998), e.g. subscript “V” for equivalent volume
diameter and subscript “S” for equivalent surface area diameter.
Note 2 to entry: For discrete-particle-counting, light-scattering instruments, an equivalent optical diameter is used.
Note 3 to entry: Other parameters, e.g. the effective density of the particle in a fluid, are used for the calculation
of the equivalent diameter such as Stokes diameter or sedimentation equivalent diameter. The parameters used
for the calculation should be reported additionally.
Note 4 to entry: For inertial instruments, the aerodynamic diameter is used. Aerodynamic diameter is the
−3
diameter of a sphere of density 1 000 kg m that has the same settling velocity as the particle in question.
4.2 Terms related to scattering techniques
4.2.1
radius of gyration
measure of the distribution of mass about a chosen axis, given as the square root of the moment of
inertia about that axis divided by the mass
Note 1 to entry: For nano-object (3.2) characterization, physical methods that measure radius of gyration to
determine particle size (4.1.1) include static light scattering, small-angle neutron scattering (4.2.2) and small-angle
X-ray scattering (4.2.4).
[SOURCE: ISO 14695:2003, 3.4, modified — Note 1 to entry has been added.]
4.2.2
small-angle neutron scattering
SANS
method in which a beam of neutrons is scattered from a sample and the scattered neutron intensity is
measured for small angle deflection
Note 1 to entry: The scattering angle is usually between 0,5° and 10° in order to study the structure of a material
on the length scale of approximately 1 nm to 200 nm. The method provides information on the sizes of the
particles (3.9) and, to a limited extent, the shapes of the particles dispersed in a homogeneous medium.
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4.2.3
neutron diffraction
application of elastic neutron scattering for the determination of the atomic or magnetic structure
of matter
Note 1 to entry: The neutrons emerging from the experiment have approximately the same energy as the incident
neutrons. A diffraction pattern is formed that provides information on the structure of the material.
4.2.4
small-angle X-ray scattering
SAXS
method in which the elastically scattered intensity of X-rays is measured for small-angle deflections
Note 1 to entry: The angular scattering is usually measured within the range 0,1° to 10°. This provides structural
information on macromolecules as well as periodicity on length scales typically larger than 5 nm and less than
200 nm for ordered or partially ordered systems.
[SOURCE: ISO 18115-1:2013, 3.18, modified — Notes 2 and 3 to entry have been deleted.]
4.2.5
light scattering
change in propagation of light at the interface of two media having different optical properties
4.2.6
hydrodynamic diameter
equivalent diameter (4.1.5) of a particle (3.9) in a liquid having the same diffusion coefficient as a
spherical particle with no boundary layer in that liquid
Note 1 to entry: In practice, nanoparticles (3.3) in solution can be non-spherical, dynamic and solvated.
Note 2 to entry: A particle in a liquid will have a boundary layer. This is a thin layer of fluid or adsorbates close
to the solid surface, within which shear stresses significantly influence the fluid velocity distribution. The fluid
velocity varies from zero at the solid surface to the velocity of free stream flow at a certain distance away from
the solid surface.
4.2.7
dynamic light scattering
DLS
photon correlation spectroscopy
PCS
DEPRECATED: quasi-elastic light scattering
DEPRECATED: QELS
method in which particles (3.9) in a liquid suspension (3.13) are illuminated by a laser and the time
dependant change in intensity of the scattered light due to Brownian motion is used to determine
particle size (4.1.1)
Note 1 to entry: Analysis of the time-dependent intensity of the scattered light can yield the translational
diffusion coefficient and hence the particle size as the hydrodynamic diameter (4.2.6) using the Stokes–Einstein
relationship.
Note 2 to entry: The analysis is applicable to nanoparticles (3.3) as the size of particles detected is typically in the
range 1 nm to 6 000 nm. The upper limit is due to limited Brownian motion and sedimentation.
Note 3 to entry: DLS is typically used in dilute suspensions where the particles do not interact amongst
themselves.
4.2.8
nanoparticle tracking analysis
NTA
particle tracking analysis
PTA
method in which particles (3.9) undergoing Brownian and/or gravitational motion in a suspension (3.13)
are illuminated by a laser and the change in position of individual particles is used to determine particle
size (4.1.1)
Note 1 to entry: Analysis of the time-dependent particle position yields the translational diffusion coefficient and
hence the particle size as the hydrodynamic diameter (4.2.6) using the Stokes-Einstein relationship.
Note 2 to entry: The analysis is applicable to nanoparticles (3.3) as the size of particles detected is typically in the
range 10 nm to 2 000 nm. The lower limit requires particles with high refractive index and the upper limit is due
to limited Brownian motion and sedimentation.
Note 3 to entry: NTA is often used to describe PTA. NTA is a subset of PTA since PTA covers larger range of
particle sizes than nanoscale (3.1).
4.2.9
static multiple light scattering
SMLS
technique in which transmitted or backscattered light intensity is measured after multiple successive
scattering events of incident light in a random scattering medium
1)
[SOURCE: ISO/TS 21357:— , 3.1]
4.3 Terms related to aerosol characterization
4.3.1
condensation particle counter
CPC
instrument that measures the particle (3.9) number concentration of an aerosol (3.12) using a
condensation effect to increase the size of the aerosolized particles
Note 1 to entry: The sizes of particles detected are usually smaller than several hundred nanometres and larger
than a few nanometres.
Note 2 to entry: A CPC is one possible detector suitable for use with a differential electrical mobility classifier
(DEMC) (4.3.2).
Note 3 to entry: In some cases, a condensation particle counter may be called a “condensation nucleus
counter (CNC)”.
[SOURCE: ISO/TS 12025:2012, 3.2.8, modified — Note 4 to entry has been deleted.]
4.3.2
differential electrical mobility classifier
DEMC
classifier able to select aerosol (3.12) particles (3.9) according to their electrical mobility and pass them
to its exit
Note 1 to entry: A DEMC classifies aerosol particles by balancing the electrical force on each particle with its
aerodynamic drag force in an electrical field. Classified particles are in a narrow range of electrical mobility
determined by the operating conditions and physical dimensions of the DEMC, while they can have different sizes
due to difference in the number of charges that they have.
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.11]
1) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DTS 21357:2020.
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4.3.3
differential mobility analysing system
DMAS
system to measure the size distribution of submicrometre aerosol (3.12) particles (3.9) consisting of a
differential electrical mobility classifier (DEMC) (4.3.2), flow meters, a particle detector, interconnecting
plumbing, a computer and suitable software
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.12]
4.3.4
Faraday-cup aerosol electrometer
FCAE
system designed for the measurement of electrical charges carried by aerosol (3.12) particles (3.9)
Note 1 to entry: A FCAE consists of an electrically conducting and electrically grounded cup as a guard to cover
the sensing element that includes aerosol filtering media to capture charged aerosol particles, an electrical
connection between the sensing element and an electrometer circuit, and a flow meter.
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.15, “system” has replaced “electrometer” and “aerosol particles” has
replaced “an aerosol” in the definition.]
4.4 Terms related to separation techniques
4.4.1
field-flow fractionation
FFF
separation technique whereby a field is applied to a suspension (3.13) passing along a narrow channel
in order to cause separation of the particles (3.9) present in the liquid, dependent on their differing
mobility under the force exerted by the field
Note 1 to entry: The field can be, for example, gravitational, centrifugal, a liquid flow, electrical or magnetic.
Note 2 to entry: Using a suitable detector after or during separation allows determination of the size and size
distribution of nano-objects (3.2).
4.4.2
asymmetrical-flow field-flow fractionation
AF4
separation technique that uses a cross flow field applied perpendicular to the channel flow to achieve
separation based on analyte diffusion coefficient or size
Note 1 to entry: Cross flow occurs by means of a semipermeable (accumulation) wall in the channel, while cross
flow is zero at an opposing nonpermeable (depletion) wall.
Note 2 to entry: By comparison, in symmetrical flow, the cross flow enters through a permeable wall (frit) and
exits through an opposing semipermeable wall and is generated separately from the channel flow.
Note 3 to entry: Nano-objects (3.2) generally fractionate by the “normal” mode, where diffusion dominates and
the smallest species elute first. In the micrometre size range, the “steric-hyperlayer” mode of fractionation is
generally dominant, with the largest species eluting first. The transition from normal to steric-hyperlayer mode
can be affected by material properties or measurement parameters, and therefore is not definitively identified;
however, the transition can be defined explicitly for a given experimental set of conditions; typically, the
transition occurs over a particle size (4.1.1) range from about 0,5 µm to 2 µm.
Note 4 to entry: Including both normal and steric-hyperlayer modes, the technique has the capacity to separate
particles (3.9) ranging in size from approximately 1 nm to about 50 µm.
[SOURCE: ISO/TS 21362:2018, 3.4, modified — The abbreviated term “AF4” has been added.]
4.4.3
centrifugal field-flow fractionation
CF3
separation technique that uses a centrifugal field applied perpendicular to a circular channel that spins
around its axis to achieve size separation of particles (3.9) from roughly 10 nm to roughly 50 µm
Note 1 to entry: Separation is governed by a combination of size and effective particle density.
Note 2 to entry: Applicable size range is dependent on and limited by the effective particle density.
[SOURCE: ISO/TS 21362:2018, 3.5, modified — The abbreviated term “CF3” has been added.]
4.4.4
analytical centrifugation
centrifugal liquid sedimentation
CLS
method in which the size or effective density of particles (3.9) in a suspension (3.13) is measured based
on their sedimentation rates in a centrifugal field
Note 1 to entry: This includes both line-start (where the sample is introduced at a defined position) and
homogeneous start (where the sample is introduced with an initial equilibrium distribution) instruments.
Note 2 to entry: This includes both disc-type and cuvette-type instruments.
4.4.5
line-start incremental disc-type centrifugal liquid sedimentation
line-start incremental disc-type CLS
differential centrifugal sedimentation
DCS
analytical centrifugation (4.4.4) in which the sample is introduced at a defined position in a rotating disc
partially filled with a fluid
Note 1 to entry: Normally the fluid has a density gradient to ensure uniform sedimentation
Note 2 to entry: Normally there is one detector at a pre-determined position and the times taken for the particles
(3.9) to reach this detector are recorded.
Note 3 to entry: Depending on the effective density of the particles, the technique can measure particle size (4.1.1)
and particle size distribution (4.1.2) between 2 nm and 10 µm, and can resolve particles differing in size by less
than 2 %.
4.4.6
size-exclusion chromatography
SEC
liquid chromatographic technique in which the separation is based on the hydrodynamic volume of
molecules eluting in a column packed with porous non-adsorbing material having pore dimensions that
are similar in size to the molecules being separated
Note 1 to entry: SEC can be coupled with a detector, e.g. dynamic light scattering (DLS) (4.2.7), for determination
of the size and size distribution of the eluting species.
4.4.7
resistive pulse sensing
RPS
electrical sensing zone method
Coulter counter
DEPRECATED: electrical zone sensing
method for counting and size measurement of particles (3.9) in electrolytes by measuring a drop in
electrical current or voltage as a particle passes through an aperture between two chambers
Note 1 to entry: The drop in current or voltage is proportional to the particle volume (Coulter principle).
8 © ISO 2021 – All rights reserved
Note 2 to entry: The particles are driven through the aperture by pressure or an electric field.
Note 3 to entry: The aperture can be nanoscale (3.1) in size allowing the size measurement of individual nano-
objects (3.2).
4.4.8
single-particle inductively coupled plasma mass spectrometry
sp-ICP-MS
method using inductively coupled plasma mass spectrometry (5.23) whereby a dilute suspension (3.13) of
nano-objects (3.2) is analysed and the ICP-MS signals collected at high time resolution, allowing particle-
by-particle detection at specific mass peaks and number concentration, size and size distribution to be
determined
4.5 Terms related to microscopy
4.5.1
scanning probe microscopy
SPM
method of imaging surfaces by mechanically scanning a probe over the surface under study, in which
the concomitant response of a detector is measured
Note 1 to entry: This generic term encompasses many methods including atomic-force microscopy (AFM) (4.5.2),
scanning near-field optical microscopy (SNOM) (4.5.4), scanning ion conductance microscopy (SICM) and scanning
tunnelling microscopy (STM) (4.5.3).
Note 2 to entry: The resolution varies from that of STM, where individual atoms can be resolved, to scanning
thermal microscopy (SThM), in which the resolution is generally limited to around 1 μm.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.30, modified — The list of methods in Note 1 to entry has been changed.]
4.5.2
atomic-force microscopy
AFM
DEPRECATED: scanning force microscopy
DEPRECATED: SFM
method for imaging surfaces by mechanically scanning their surface contours, in which the deflection
of a sharp tip sensing the surface forces, mounted on a compliant cantilever, is monitored
Note 1 to entry: AFM can provide a quantitative height image of both insulating and conducting surfaces.
Note 2 to entry: Some AFM instruments move the sample in the x-, y- and z-directions while keeping the tip
position constant and others move the tip while keeping the sample position constant.
Note 3 to entry: AFM can be conducted in vacuum, a liquid, a controlled atmosphere or air. Atomic resolution may
be attainable with suitable samples, with sharp tips and by using an appropriate imaging mode.
Note 4 to entry: Many types of force can be measured, such as the normal forces or the lateral, friction or shear
force. When the latter is measured, the technique is referred to as lateral, frictional or shear force microscopy.
This generic term encompasses all of these types of force microscopy.
Note 5 to entry: AFMs can be used to measure surface normal forces at individual points in the pixel array used
for imaging.
Note 6 to entry: For typical AFM tips with radii < 100 nm, the normal force should be less than about 0,1 μN,
depending on the sample material, or irreversible surface deformation and excessive tip wear occurs.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.2]
4.5.3
scanning tunnelling microscopy
STM
scanning probe microscopy (SPM) (4.5.1) mode for imaging conductive surfaces by mechanically scanning
a sharp, voltage-biased, conducting probe tip over their surface, in which the data of the tunnelling
current and the tip-surface separation are used in generating the image
Note 1 to entry: STM can be conducted in vacuum, a liquid or air. Atomic resolution can be achieved with
suitable samples and sharp probes and can, with ideal samples, provide localized bonding information around
surface atoms.
Note 2 to entry: Images can be formed from the height data at a constant tunnelling current or the tunnelling
current at a constant height or other modes at defined relative potentials of the tip and sample.
Note 3 to entry: STM can be used to map the densities of states at surfaces or, in ideal cases, around individual
atoms. The surface images can differ significantly, depending on the tip bias, even for the same topography.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.34]
4.5.4
near-field scanning optical microscopy
NSOM
scanning near-field optical microscopy
SNOM
method of imaging surfaces optically in transmission or reflection by mechanically scanning an
optically active probe much smaller than the wavelength of light over the surface whilst monitoring the
transmitted or reflected light or an associated signal in the near-field regime
Note 1 to entry: Topography is important and the probe is scanned at constant height. Usually the probe is
oscillated in the shear mode to detect and set the height.
Note 2 to entry: Where the extent of the optical probe is defined by an aperture, the aperture size is typically
in the range 10 nm to 100 nm, and this largely defines the resolution. This form of instrument is often called
an aperture NSOM or aperture SNOM to distinguish it from a scattering NSOM or scattering SNOM (previously
called apertureless NSOM or apertureless SNOM) although, generally, the adjective “aperture” is omitted. In the
apertureless form, the extent of the optically active probe is defined by an illuminated sharp metal or metal-
coated tip with a radius typically in the range 10 nm to 100 nm, and this largely defines the resolution.
Note 3 to entry: In addition to the optical image, NSOM can provide a quantitative image of the surface contours
similar to that available in atomic-force microscopy (AFM) (4.5.2) and allied scanning-probe techniques.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.17, modified — Note 1 to entry has been deleted and the following
Notes 2, 3 and 4 to entry renumbered accordingly. Note 5 to entry has been deleted.]
4.5.5
scanning electron microscopy
SEM
method that examines and analyses the physical information (such as secondary electron, backscattered
electron, absorbed electron and X-ray radiation) obtained by generating electron beams and scanning
the surface of the sample in order to determine the structure, composition and topography of the sample
4.5.6
transmission electron microscopy
TEM
method that produces magnified images or diffraction patterns of the sample by an electron beam
which passes through the sample and interacts with it
[SOURCE: ISO 29301:2017, 3.34, modified — In the term, “microscopy” has replaced “microscope”. In
the definition, “instrument” has replaced “method” and sample” has twice replaced “specimen”.]
10 © ISO 2021 – All rights reserved
4.5.7
scanning transmission electron microscopy
STEM
method that produces magnified images or diffraction patterns of the sample by a finely focused
electron beam, scanned over the surface and which passes through the sample and interacts with it
Note 1 to entry: Typically uses an electron beam with a diameter of less than 1 nm.
Note 2 to entry: Provides high-resolution imaging of the inner microstructure and the surface of a thin sample
[or small particles (3.9)], as well as the possibility of chemical and structural characterization of micrometre and
sub-micrometre domains through evaluation of the X-ray spectra and the electron diffraction pattern.
[SOURCE: ISO/TS 10797:2012, 3.10, modified — In the term, “microscopy” has replaced “microscope”.
In the definition, “instrument” has replaced “method” and “a finely focused electron beam, scanned
over the surface” has replaced “an electron beam, which is focused into a narrow spot, scanned over the
sample in a raster”. Notes 1 and 2 to entry have been added.]
4.5.8
low energy electron microscopy
LEEM
method that examines surfaces, whereby images and/or diffraction patterns of the surfaces are formed
by low energy elastically backscattered electrons generated by a non-scanning electron beam
Note 1 to entry: The method is typically used for the imaging and analysis of very flat, clean surfaces.
Note 2 to entry: Low energy electrons have energies typically in the range 1 eV to 100 eV.
4.5.9
scanning ion microscopy
method in which an ion beam focused into a sub-nanometre scale spot is scanned over a surface to
create an image
Note 1 to entry: A variety of different ion sources can be used for imaging, including helium, neon and argon.
4.5.10
confocal optical microscopy
method for microscopy in which, ideally, a point in the object plane is illuminated by a diffraction-limited
spot of light, and light emanating from this point is focused upon and detected from an area smaller than
the central area of the diffraction disc situated in the corresponding position in a subsequent field plane
Note 1 to entry: An image of an extended area is formed either by scanning the object, or by scanning the
illuminated and detected spots simultaneously.
Note 2 to entry: The confocal principle leads to improved contrast and axial resolution by suppression of light
from out-of-focus planes.
[SOURCE: ISO 10934:2020, 3.2.10, modified — In the term, “optical microscopy” has replaced
“microscope”. In the definition, “method for microscopy” has replaced “microscopic technique”. In
Note 2 to entry, “contrast and” has been added before “axial resolution”.]
4.5.11
surface enhanced ellipsometric contrast microscopy
SEEC microscopy
method of optical imaging using the association of contrast-enhancing surfaces as sample slides and a
reflected light optical microscope with crossed polarizers
Note 1 to entry: The contrast-enhancing slides are designed to become anti-reflecting when used in these
conditions, leading to an increase in the axial sensitivity of the optical microscope by a factor of around 100.
4.5.12
fluorescence
phenomenon in which absorption of light of a given wavelength by a substance is followed by the
emission of light at a longer wavelength
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 5.52, modified — Note 1 to entry has been deleted.]
4.5.13
fluorescence microscopy
method of optical microscopy in which fluorescence (4.5.12) emitted by the sample is imaged
Note 1 to entry: A light source is required to excite fluorescence from the sample. This is typically at a shorter
wavelength than the light used to form the image. Usually filters are used to separate the excitation and
emission light.
Note 2 to entry: Fluorescence microscopy has many variants, including wide-field (epifluorescence), confocal,
total internal reflection fluorescence microscopy (TIRF microscopy) (4.5.14) and super-resolution microscopy
(4.5.15) methods.
Note 3 to entry: The fluorescence observed can be intrinsic to the sample or imparted by the use of fluorescent dyes.
4.5.14
total internal reflection fluorescence microscopy
TIRF microscopy
method in which fluorescence (4.5.12) is excited in a thin layer by an evanescent wave produced by total
internal reflection
[SOURCE: ISO 10934:2020, 3.2.50, modified — In the term, “TIRF microscopy” has replaced “TIRFM”. In
the definition, “method” has replaced “microscopy”.]
4.5.15
super-resolution microscopy
method of microscopy in which a spatial resolution finer than the limit normally imposed by diffraction
is achieved
Note 1 to entry: The most common super-resolution microscopy approaches include localization microscopy
(4.5.16), stimulated emission depletion (STED) microscopy and structured illumination microscopy (SIM).
Note 2 to entry: Most super-resolution microscopy techniques rely on fluorescence (4.5.12).
4.5.16
localization microscopy
method of super-resolution microscopy (4.5.15) in which the precise localization of individual (usually
fluorescent) molecules is used to reconstruct an image
Note 1 to entry: Many different localization microscopy techniques have been developed. They differ mainly in
the type of probes that are used. Examples include photoactivation localization microscopy (PALM), which relies
on photoactivatable molecules (usually fluorescent proteins) and stochastic optical reconstruction microscopy
(STORM), which relies on intermittent fluorescence (4.5.12) (“blinking” or “switching”) of fluorophores.
Note 2 to entry: Typically, to achieve precise localization of fluorophore molecules, their images must not overlap.
Therefore, to reconstruct a complete image, many molecules must be localized in sequential frames, and the
molecules must in some way be “switched off”.
4.6 Terms related to surface area measurement
4.6.1
mass-specific surface area
absolute surface area of the sample divided by sample mass
Note 1 to entry:
...
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
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
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Publié en Suisse
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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
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
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.
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 être préférés au terme «nanoparticule».
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.4]
3.4
nanoplaque
nano-objet (3.2) ayant une dimension externe à l’échelle nanométrique (3.1) et les deux autres dimensions
externes significativement plus grandes
Note 1 à l'article: Les dimensions externes les plus grandes ne sont pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
Note 2 à l'article: Voir 3.3, Note 1 à l’article.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.6]
3.5
nanobâtonnet
nanotige
nanofibre (3.6) solide
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.7]
3.6
nanofibre
nano-objet (3.2) ayant deux dimensions externes à l’échelle nanométrique (3.1) et la troisième dimension
externe significativement plus grande
Note 1 à l'article: La plus grande des dimensions externes n’est pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
Note 2 à l'article: Les termes «nanofibrille» et «nanofilament» peuvent également être utilisés.
Note 3 à l'article: Voir 3.3, Note 1 à l’article.
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.5]
3.7
nanotube
nanofibre (3.6) creuse
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 4.8]
3.8
point quantique
nanoparticule (3.3) ou région qui présente un confinement quantique dans les trois directions spatiales
[SOURCE: ISO/TS 80004-12:2016, 4.1, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.9
particule
minuscule portion de matière avec des limites physiques bien définies
Note 1 à l'article: Une limite physique peut également être décrite sous la forme d’une interface.
Note 2 à l'article: Une particule peut se déplacer comme une unité.
Note 3 à l'article: Cette définition générale de «particule» s’applique aux nano-objets (3.2).
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.1]
3.10
agglomérat
ensemble de particules (3.9) faiblement ou moyennement liées, dont l’aire de la surface externe
résultante est similaire à la somme des aires de surface de chacun des composants
Note 1 à l'article: Les forces assurant la cohésion d’un agglomérat sont faibles, par exemple des forces de Van der
Waals ou des forces résultant d’un simple enchevêtrement physique.
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Note 2 à l'article: Les agglomérats sont également appelés «particules secondaires» et les particules sources
initiales sont appelées «particules primaires».
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.4]
3.11
agrégat
particule (3.9) composée de particules fortement liées ou fusionnées, dont l’aire de la surface externe
résultante est significativement plus petite que la somme des aires de surface de chacun des composants
Note 1 à l'article: Les forces assurant la cohésion d’un agrégat sont puissantes, par exemple des liaisons
covalentes ou ioniques, ou des forces résultant d’un frittage ou d’un enchevêtrement physique complexe, ou sinon
d’anciennes particules primaires combinées.
Note 2 à l'article: Les agrégats sont également appelés «particules secondaires» et les particules sources initiales
sont appelées «particules primaires».
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.5]
3.12
aérosol
système de particules (3.9) solides ou liquides en suspension dans un gaz
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.1]
3.13
suspension
mélange hétérogène de matières comprenant un liquide et une matière solide finement dispersée
[SOURCE: ISO 4618:2014, 2.246]
3.14
dispersion
système multiphase dans lequel les discontinuités de tout état (solide, liquide ou gaz: phase discontinue)
sont réparties dans une phase continue d’une composition ou d’un état différent
Note 1 à l'article: Ce terme désigne également l’action ou le processus qui consiste à produire une dispersion;
dans ce contexte, il convient d’utiliser le terme «processus de dispersion».
Note 2 à l'article: Si des particules (3.9) solides sont réparties dans un liquide, la dispersion est appelée suspension
(3.13). Si la dispersion se compose de deux phases liquides non miscibles ou plus, elle est appelée «émulsion». Une
suspo-émulsion se compose de deux phases solide et liquide réparties dans une phase liquide continue.
[SOURCE: ISO/TR 13097:2013, 2.5, modifiée — Dans la définition, «en général, microscopique» a été
supprimé et «réparties» a remplacé «dispersées». Les Notes 1 et 2 à l’article ont remplacé la Note 1 à
l’article d’origine.]
4 Termes relatifs au mesurage de la taille et de la forme
4.1 Termes relatifs aux mesurandes utilisés pour la taille et la forme
4.1.1
taille de particule
dimension linéaire d’une particule (3.9), déterminée par une méthode de mesure spécifiée et dans des
conditions de mesure spécifiées
Note 1 à l'article: Différentes méthodes d’analyse sont fondées sur le mesurage de différentes propriétés
physiques. Indépendamment de la propriété de la particule réellement mesurée, la taille de la particule peut être
consignée comme une dimension linéaire, par exemple le diamètre équivalent d’une sphère.
4.1.2
distribution granulométrique
distribution de la quantité de particules (3.9) en fonction de leur taille (4.1.1)
Note 1 à l'article: La distribution granulométrique peut être exprimée comme une distribution cumulée ou une
densité de distribution (distribution de la fraction de matériau dans une classe de tailles, divisée par la largeur
de la classe en question).
Note 2 à l'article: La quantité peut être, par exemple, basée sur le nombre, la masse ou le volume.
4.1.3
forme de particule
forme géométrique extérieure d’une particule (3.9)
[SOURCE: ISO 3252:2019, 3.1.59, modifiée — «de poudre» a été supprimé après «particule».]
4.1.4
rapport d’aspect
rapport de la longueur d’une particule (3.9) à sa largeur
[SOURCE: ISO 14966:2019, 3.7]
4.1.5
diamètre équivalent
diamètre d’une sphère qui donne une réponse identique à celle obtenue avec la particule (3.9) mesurée,
via une méthode de mesure de la taille de la particule
Note 1 à l'article: Les propriétés physiques sont, par exemple, la même vitesse de sédimentation, le même
volume de déplacement de la solution électrolytique ou la même surface de projection au microscope. Il convient
d’indiquer la propriété physique à laquelle le diamètre équivalent se rapporte, en utilisant un indice adapté
(voir l’ISO 9276-1:1998), par exemple l’indice «V» pour le diamètre équivalent en volume et «S» pour le diamètre
équivalent en aire de surface.
Note 2 à l'article: Le diamètre optique équivalent est utilisé pour le comptage de particules discrètes avec des
instruments de diffusion de la lumière.
Note 3 à l'article: D’autres paramètres, par exemple la masse volumique effective de la particule dans un fluide,
sont utilisés pour le calcul du diamètre équivalent tel que le diamètre de Stokes ou le diamètre équivalent de
sédimentation. Il convient de préciser, en complément, les paramètres utilisés pour le calcul.
Note 4 à l'article: Le diamètre aérodynamique est utilisé pour les instruments inertiels. Le diamètre
−3
aérodynamique est le diamètre d’une sphère d’une masse volumique de 1 000 kg·m ayant la même vitesse de
sédimentation que la particule en question.
4.2 Termes relatifs aux techniques de diffusion
4.2.1
rayon de giration
mesure de la répartition de la masse par rapport à un axe choisi et exprimé comme la racine carrée du
moment d’inertie par rapport à cet axe divisé par la masse
Note 1 à l'article: Pour la caractérisation des nano-objets (3.2), les méthodes physiques qui mesurent le rayon de
giration pour déterminer la taille des particules (4.1.1) comprennent la diffusion statique de la lumière, la diffusion
des neutrons aux petits angles (4.2.2) et la diffusion de rayons X aux petits angles (4.2.4).
[SOURCE: ISO 14695:2003, 3.4, modifiée — La Note 1 à l’article a été ajoutée.]
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4.2.2
diffusion des neutrons aux petits angles
SANS
méthode par laquelle un faisceau de neutrons est diffusé à partir d’un échantillon et l’intensité des
neutrons diffusés est mesurée pour de petites déviations angulaires
Note 1 à l'article: L’angle de diffusion est habituellement compris entre 0,5° et 10° afin d’étudier la structure d’un
matériau sur l’échelle de longueur d’environ 1 à 200 nm. La méthode fournit des informations sur les tailles des
particules (3.9) et, dans une moindre mesure, sur les formes des particules dispersées dans un milieu homogène.
4.2.3
diffraction de neutrons
application d’une méthode de diffusion élastique des neutrons pour la détermination de la structure
atomique ou magnétique de la matière
Note 1 à l'article: Les neutrons émergents lors de l’expérience ont approximativement la même énergie que les
neutrons incidents. Le cliché de diffraction obtenu fournit des informations sur la structure du matériau.
4.2.4
diffusion des rayons X aux petits angles
SAXS
méthode par laquelle l’intensité des rayons X diffusés élastiquement est mesurée pour de petites
déviations angulaires
Note 1 à l'article: La diffusion angulaire est généralement mesurée dans la plage de 0,1° à 10°. Ce mesurage fournit
des informations structurales sur les macromolécules ainsi que sur la périodicité, à des échelles de longueur
généralement supérieures à 5 nm et inférieures à 200 nm, des systèmes ordonnés ou partiellement ordonnés.
[SOURCE: ISO 18115-1:2013, 3.18, modifiée — Les Notes 2 et 3 à l’article ont été supprimées.]
4.2.5
diffusion de la lumière
changement de la direction de propagation de la lumière à l’interface de deux milieux ayant des
propriétés optiques différentes
4.2.6
diamètre hydrodynamique
diamètre équivalent (4.1.5) d’une particule (3.9) dans un liquide ayant le même coefficient de diffusion
qu’une particule sphérique sans couche de frontière dans le liquide en question
Note 1 à l'article: Dans la pratique, les nanoparticules (3.3) en solution peuvent être non sphériques, dynamiques
et solvatées.
Note 2 à l'article: Une particule dans un liquide aura une couche de frontière qui est une fine couche de fluide
ou d’adsorbats proche de la surface solide, à l’intérieur de laquelle les contraintes de cisaillement influent de
manière significative sur la répartition des vitesses du fluide. La vitesse du fluide varie de zéro à la surface solide
jusqu’à la vitesse d’écoulement libre à une certaine distance de la surface solide.
4.2.7
diffusion dynamique de la lumière
DLS
spectroscopie à corrélation de photons
PCS
DÉCONSEILLÉ: diffusion quasi élastique de la lumière
DÉCONSEILLÉ: QELS
méthode par laquelle des particules (3.9) présentes dans une suspension (3.13) liquide sont illuminées
par un laser et la variation d’intensité de la lumière diffusée en fonction du temps due à un mouvement
brownien est utilisée pour déterminer la taille des particules (4.1.1)
Note 1 à l'article: L’analyse de l’intensité de la lumière diffusée en fonction du temps permet de déterminer le
coefficient de diffusion translationnelle et donc la taille des particules sous forme de diamètre hydrodynamique
(4.2.6) via la relation de Stokes-Einstein.
Note 2 à l'article: L’analyse est applicable aux nanoparticules (3.3), car la taille des particules détectées est
généralement comprise entre 1 nm et 6 000 nm. La limite supérieure est due au mouvement brownien limité et à
la sédimentation.
Note 3 à l'article: La diffusion dynamique de la lumière est généralement utilisée dans les suspensions diluées où
les particules n’interagissent pas entre elles.
4.2.8
analyse par traçage des nanoparticules
NTA
analyse par traçage des particules
PTA
méthode par laquelle des particules (3.9) soumises à un mouvement brownien et/ou gravitationnel
dans une suspension (3.13) sont illuminées par un laser et le changement de position des particules
individuelles est utilisé pour déterminer la taille des particules (4.1.1)
Note 1 à l'article: L’analyse de la position des particules en fonction du temps permet de déterminer le coefficient
de diffusion translationnelle et donc la taille des particules sous forme de diamètre hydrodynamique (4.2.6) via la
relation de Stokes-Einstein.
Note 2 à l'article: L’analyse est applicable aux nanoparticules (3.3), car la taille des particules détectées est
généralement comprise entre 10 nm et 2 000 nm. La limite inférieure nécessite des particules ayant un indice de
réfraction élevé et la limite supérieure est due au mouvement brownien limité et à la sédimentation.
Note 3 à l'article: La NTA est souvent utilisée pour décrire la PTA. La NTA est un sous-ensemble de la PTA, car la
PTA couvre une plage granulométrique plus étendue que l’échelle nanométrique (3.1).
4.2.9
diffusion statique multiple de la lumière
SMLS
technique permettant de mesurer l’intensité de la lumière transmise ou rétrodiffusée après de multiples
événements de diffusion successifs de lumière incidente dans un milieu de diffusion aléatoire
1)
[SOURCE: ISO/TS 21357:— , 3.1]
4.3 Termes relatifs à la caractérisation des aérosols
4.3.1
compteur de particules à condensation
CPC
instrument qui mesure la concentration en nombre de particules (3.9) d’un aérosol (3.12) en utilisant un
effet de condensation pour accroître la taille des particules aérosolisées
Note 1 à l'article: Les tailles des particules détectées sont généralement inférieures à plusieurs centaines de
nanomètres et supérieures à quelques nanomètres.
Note 2 à l'article: Un CPC est l’un des détecteurs pouvant être utilisés avec un analyseur de mobilité électrique
différentielle (DEMC) (4.3.2).
Note 3 à l'article: Dans certains cas, un compteur de particules à condensation peut être nommé «compteur à
noyaux de condensation (CNC)».
[SOURCE: ISO/TS 12025:2012, 3.2.8, modifiée — La Note 4 à l’article a été supprimée.]
1) En préparation. Stade au moment de la publication: ISO/DTS 21357:2020.
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
4.3.2
analyseur de mobilité électrique différentielle
DEMC
analyseur capable de sélectionner des particules (3.9) d’aérosol (3.12) en fonction de leur mobilité
électrique et de les extraire vers sa sortie
Note 1 à l'article: Un DEMC classe les particules d’aérosol en équilibrant la force électrique sur chaque particule
avec sa force de traînée aérodynamique dans un champ électrique. Les particules classées se situent dans une
plage étroite de mobilité électrique déterminée par les conditions opératoires et les dimensions physiques du
DEMC, ces particules pouvant avoir des tailles différentes en raison de la différence entre les nombres de charges
qu’elles portent.
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.11]
4.3.3
analyseur de mobilité différentielle
DMAS
système de mesure de la distribution granulométrique des particules (3.9) d’aérosol (3.12) de dimension
inférieure au micromètre, constitué d’un analyseur de mobilité électrique différentielle (DEMC) (4.3.2), de
débitmètres, d’un détecteur de particules, d’une tuyauterie de raccordement, d’un ordinateur et des
logiciels appropriés
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.12]
4.3.4
électromètre à cage de Faraday pour aérosols
FCAE
système destiné à mesurer les charges électriques véhiculées par des particules (3.9) d’aérosol (3.12)
Note 1 à l'article: Un FCAE se compose d’une cage de Faraday reliée à la masse, utilisée comme protection du
filtre d’aérosols destiné à capturer les particules d’aérosol, d’une connexion électrique entre l’élément détecteur
et un électromètre, et d’un débitmètre.
[SOURCE: ISO 15900:2020, 3.15, modifiée — «système» a remplacé «électromètre»et «particules
d'aérosol» a remplacé «un aérosol» dans la définition.]
4.4 Termes relatifs aux techniques de séparation
4.4.1
fractionnement par couplage flux-force
FFF
technique de séparation dans laquelle un champ est appliqué à une suspension (3.13) passant dans
un canal étroit de manière à provoquer la séparation des particules (3.9) présentes dans le liquide en
fonction de leur différence de mobilité sous l’effet de la force exercée par le champ
Note 1 à l'article: Le champ peut être, par exemple, gravitationnel, centrifuge, un écoulement de liquide, un champ
électrique ou magnétique.
Note 2 à l'article: L’utilisation d’un détecteur approprié, après ou pendant la séparation, permet de déterminer la
taille des nano-objets (3.2) ainsi que leur distribution granulométrique.
4.4.2
fractionnement par couplage flux-force asymétrique
AF4
technique de séparation qui utilise un champ d’écoulement transversal appliqué perpendiculairement
au flux du canal pour obtenir une séparation en fonction du coefficient de diffusion ou de la taille des
analytes
Note 1 à l'article: L’écoulement transversal se produit au moyen d’une paroi semi-perméable dans le canal (paroi
d’accumulation), alors que l’écoulement transversal est nul sur une paroi opposée non perméable (déplétion).
Note 2 à l'article: Par comparaison, dans un écoulement symétrique, l’écoulement transversal pénètre à travers
une paroi perméable (fritté) et sort à travers une paroi opposée semi-perméable, et est généré séparément du
flux du canal.
Note 3 à l'article: Les nano-objets (3.2) se fractionnent généralement selon le mode «normal», où la diffusion
domine et où la plus petite espèce est éluée en premier. À l’échelle micrométrique, le mode de fractionnement
dit «stérique/hypercouche» est généralement dominant, avec l’espèce la plus grande qui est éluée en premier.
Le passage du mode normal au mode stérique/hypercouche peut être influencé par les propriétés des matériaux
ou par les paramètres du mesurage et, par conséquent, il n’est pas définitivement identifié; cependant, cette
transition peut être définie de façon explicite pour un ensemble donné de conditions expérimentales; en règle
générale, celle-ci intervient sur une plage granulométrique approximativement comprise entre 0,5 µm et 2 µm
[voir taille de particule (4.1.1)].
Note 4 à l'article: En incluant à la fois le mode normal et le mode stérique/hypercouche, la technique permet de
séparer des particules (3.9) couvrant une plage granulométrique d’environ 1 nm à 50 µm.
[SOURCE: ISO/TS 21362:2018, 3.4, modifiée — L’abréviation «AF4» a été ajoutée.]
4.4.3
fractionnement par couplage flux-force à force centrifuge
CF3
technique de séparation qui utilise un champ centrifuge appliqué perpendiculairement à un canal
circulaire qui tourne autour de son axe pour obtenir une séparation des particules (3.9) d’une
granulométrie approximativement comprise entre 10 nm et 50 µm
Note 1 à l'article: La séparation est régie à la fois par la granulométrie et par la densité effective des particules.
Note 2 à l'article: La plage granulométrique applicable dépend de et est limitée par la densité effective des
particules.
[SOURCE: ISO/TS 21362:2018, 3.5, modifiée — L’abréviation «CF3» a été ajoutée.]
4.4.4
centrifugation analytique
sédimentation par centrifugation en phase liquide
CLS
méthode dans laquelle la taille ou la masse volumique effective des particules (3.9) présentes dans une
suspension (3.13) est mesurée sur la base de leurs vitesses de sédimentation dans un champ centrifuge
Note 1 à l'article: Cette définition inclut les instruments à démarrage en ligne (où l’échantillon est introduit dans
une position définie) et les instruments à démarrage homogène (où l’échantillon est introduit avec une répartition
d’équilibre initiale).
Note 2 à l'article: Cette définition inclut les instruments à disque et à cuvette.
4.4.5
sédimentation incrémentielle par centrifugation en phase liquide sur disque avec démarrage
en ligne
CLS incrémentielle sur disque avec démarrage en ligne
sédimentation par centrifugation différentielle
DCS
centrifugation analytique (4.4.4) dans laquelle l’échantillon est introduit dans une position définie dans
un disque rotatif partiellement rempli d’un fluide
Note 1 à l'article: Le fluide présente normalement un gradient de masse volumique afin d’assurer une
sédimentation uniforme.
Note 2 à l'article: Un détecteur est normalement installé dans une position prédéterminée et les temps de trajet
des particules (3.9) jusqu’à ce détecteur sont enregistrés.
Note 3 à l'article: Selon la masse volumique effective des particules, la technique peut mesurer la taille des
particules (4.1.1) et la distribution granulométrique (4.1.2) entre 2 nm et 10 µm, et peut différencier des particules
ayant une différence de taille inférieure à 2 %.
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4.4.6
chromatographie d’exclusion stérique
SEC
technique de chromatographie en phase liquide dans laquelle la séparation est basée sur le volume
hydrodynamique des molécules éluant dans une colonne garnie d’un matériau non adsorbant poreux
dont les dimensions des pores sont comparables à la taille des molécules séparées
Note 1 à l'article: La SEC peut être couplée avec un détecteur, par exemple diffusion dynamique de la lumière (DLS)
(4.2.7), pour déterminer la taille et la distribution granulométrique des éluants.
4.4.7
détection d’impulsions résistive
RPS
méthode de zone de détection électrique
compteur Coulter
DÉCONSEILLÉ: détection de zone électrique
méthode de comptage et de détermination de la taille des particules (3.9) dans des électrolytes en
mesurant une baisse de l’intensité du courant ou de la tension électrique lorsqu’une particule traverse
une ouverture entre deux chambres
Note 1 à l'article: La baisse de l’intensité du courant ou de la tension électrique est proportionnelle au volume des
particules (principe de Coulter).
Note 2 à l'article: Les particules sont conduites à travers l’ouverture par une variation de pression ou par un
champ électrique.
Note 3 à l'article: La taille de l’ouverture peut être à l’échelle nanométrique (3.1) et ainsi permettre de déterminer
la taille de nano-objets (3.2) individuels.
4.4.8
spectrométrie de masse à plasma induit en mode particule unique
sp-ICP-MS
méthode utilisant la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (5.23) dans laquelle une
suspension (3.13) diluée de nano-objets (3.2) est analysée et les signaux ICP-MS sont collectés avec une
résolution temporelle élevée, ce qui permet d’effectuer une détection particule par particule à des
pics de masse et des concentrations en nombre spécifiques, et de déterminer la taille et la distribution
granulométrique
4.5 Termes relatifs à la microscopie
4.5.1
microscopie à sonde locale
SPM
méthode d’imagerie des surfaces par balayage mécanique par une sonde de la surface soumise à l’étude,
dans laquelle la réponse concomitante d’un détecteur est mesurée
Note 1 à l'article: Ce terme générique englobe de nombreuses méthodes, parmi lesquelles la microscopie à force
atomique (AFM) (4.5.2), la microscopie optique en champ proche à balayage (SNOM) (4.5.4), la microscopie à
conductance ionique à balayage (SICM) et la microscopie à effet tunnel (STM) (4.5.3).
Note 2 à l'article: La résolution varie de celle de la STM, dans laquelle des atomes individuels peuvent être résolus,
à celle de la microscopie thermique à balayage (SThM), dans laquelle la résolution est généralement limitée à
environ 1 µm.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.30, modifiée — La liste des méthodes de la Note 1 à l’article a été
modifiée.]
4.5.2
microscopie à force atomique
AFM
DÉCONSEILLÉ: microscopie de force à balayage
DÉCONSEILLÉ: SFM
méthode d’imagerie des surfaces par balayage mécanique des contours des surfaces, dans laquelle la
déflexion d’une pointe effilée détectant les forces en surface et montée sur un cantilever adapté est
contrôlée
Note 1 à l'article: L’AFM peut fournir une image en hauteur quantitative des surfaces isolantes et conductrices.
Note 2 à l'article: Certains instruments AFM déplacent l’échantillon dans les directions x, y et z tout en maintenant
constante la position de la pointe et d’autres déplacent la pointe tout en maintenant constante la position de
l’échantillon.
Note 3 à l'article: L’AFM peut être réalisée sous vide, dans un liquide, une atmosphère contrôlée ou l’air. La
résolution atomique peut être atteinte avec des échantillons adaptés, des pointes effilées et en utilisant un mode
d’imagerie approprié.
Note 4 à l'article: De nombreux types de forces peuvent être mesurés, tels que les forces normales ou la force
latérale, de frottement ou de cisaillement. Lorsque le mesurage concerne ces dernières forces, la technique est
qualifiée de microscopie à force latérale, à force de frottement ou sous cisaillement. Ce terme générique englobe
tous ces types de microscopie à force.
Note 5 à l'article: Les AFM peuvent être utilisées pour mesurer les forces normales en surface, à des points
particuliers de la matrice de pixels utilisée pour l’imagerie.
Note 6 à l'article: Dans le cas des pointes AFM typiques présentant un rayon < 100 nm, il convient que la force
normale soit inférieure à environ 0,1 µN, en fonction du matériau de l’échantillon, pour éviter une déformation
irréversible de la surface et une usure excessive de la pointe.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.2]
4.5.3
microscopie à effet tunnel
STM
mode de microscopie à sonde locale (SPM) (4.5.1) pour l’imagerie de surfaces conductrices par balayage
mécanique au-dessus de celles-ci d’une pointe de sonde conductrice effilée, à tension polarisée, dans
laquelle les données du courant tunnel et la séparation pointe/surface sont utilisées dans la génération
de l’image
Note 1 à l'article: La STM peut être réalisée sous vide, dans un liquide ou dans l’air. La résolution atomique peut
être atteinte avec des échantillons adaptés et des sondes effilées. Avec des échantillons idéaux, elle peut fournir
des informations sur les liaisons localisées autour des atomes de surface.
Note 2 à l'article: Les images peuvent se former à partir des données relatives à la hauteur à un courant de tunnel
constant ou au courant de tunnel à une hauteur constante, ou selon d’autres modes à des différences de potentiel
définies entre la pointe et l’échantillon.
Note 3 à l'article: La STM peut être utilisée pour cartographier les densités d’états en surface ou autour des
atomes particuliers dans les cas idéaux. Les images des surfaces peuvent varier de façon significative, en fonction
de la polarisation de la pointe, même pour la même topographie.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.34]
10 © ISO 2021 – Tous droits réservés
4.5.4
microscopie optique en champ proche
NSOM
microscopie optique en champ proche à balayage
SNOM
méthode d’imagerie optique des surfaces en transmission ou par réflexion par balayage mécanique
d’une sonde optique active beaucoup plus petite que la longueur d’onde de la lumière sur la surface en
surveillant la lumière transmise ou réfléchie ou un signal associé en régime de champ proche
Note 1 à l'article: La topographie est importante et la sonde est balayée à une hauteur constante. Généralement,
la sonde oscille en mode de cisaillement pour détecter et fixer la hauteur.
Note 2 à l'article: Dans le cas où l’étendue de la sonde optique est définie par une ouverture, la taille de l’ouverture
est généralement comprise entre 10 nm et 100 nm, ce qui définit en grande partie la résolution. Ce type
d’instrument est souvent appelé NSOM à ouverture pour le distinguer du NSOM à diffusion (appelé précédemment
SNOM sans ouverture) bien que, en règle générale, le qualificatif «à ouverture» soit omis. Dans la forme sans
ouverture, l’étendue de la sonde active optique est définie par une pointe effilée métallique ou revêtue d’une
couche métallique illuminée, dont le rayon se situe généralement dans la plage comprise entre 10 nm et 100 nm,
ce qui définit en grande partie la résolution.
Note 3 à l'article: Outre l’image optique, la NSOM peut délivrer une image quantitative des contours de la surface,
similaire à celle fournie par la microscopie à force atomique (AFM) (4.5.2) et les techniques apparentées utilisant
des sondes à balayage.
[SOURCE: ISO 18115-2:2013, 3.17, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée et les Notes 2, 3 et 4 à
l’article suivantes ont été renumérotées en conséquence. La Note 5 à l’article a été supprimée.]
4.5.5
microscopie électronique à balayage
SEM
méthode utilisée pour examiner et analyser les informations physiques (telles que les électrons
secondaires, les électrons rétrodiffusés, les électrons absorbés et les rayons X) obtenues en générant
des faisceaux d’électrons et en balayant la surface d’un échantillon afin de déterminer la structure, la
composition et la topographie de l’échantillon
4.5.6
microscopie électronique à transmission
TEM
méthode produisant des images agrandies ou des clichés de diffraction de l’échantillon en faisant passer
à travers l’échantillon un faisceau d’électrons qui interagit avec lui
[SOURCE: ISO 29301:2017, 3.34, modifiée — Dans le terme, «microscopie» a remplacé «microscope».
Dans la définition, «méthode» a remplacé «instrument» et «échantillon» a remplacé «spécimen» à deux
endroits.]
4.5.7
microscopie électronique à balayage et à transmission
STEM
méthode produisant des images agrandies ou des clichés de diffraction de l’échantillon par un faisceau
d’électrons finement focalisé balayant la surface de l’échantillon, qui le traverse et interagit avec lui
Note 1 à l'article: Cette méthode utilise habituellement un faisceau d’électrons d’un diamètre inférieur à 1 nm.
Note 2 à l'article: Cette méthode fournit une imagerie à haut
...
ISO/TC 229
Date : 2020
ISO/TS 80004--6:20202021(F)
Date: 2021-03
ISO/TC 229
Secrétariat : BSI
Nanotechnologies — Vocabulaire — Partie 6 : Caractérisation des nano-objets
Nanotechnologies — Vocabulary — Part 6: Nano-object characterization
ICS : 01.040.07 ; 07.120
Type du document : Spécification technique
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
Type du document : Spécification technique
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www.iso.org
Publié en Suisse
iv
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
Sommaire Page
Avant-propos 6iv
Introduction 7v
1 Domaine d'application . 9
2 Références normatives . 9
3 Termes et définitions . 9
4 Termes relatifs au mesurage de la taille et de la forme. 12
4.1 Termes relatifs aux mesurandes utilisés pour la taille et la forme . 12
4.2 Termes relatifs aux techniques de diffusion . 13
4.3 Termes relatifs à la caractérisation des aérosols . 15
4.4 Termes relatifs aux techniques de séparation . 16
4.5 Termes relatifs à la microscopie . 18
4.6 Termes relatifs au mesurage de l’aire de surface . 23
5 Termes relatifs à l’analyse chimique . 24
6 Termes relatifs au mesurage d’autres propriétés . 29
6.1 Termes relatifs au mesurage de la masse . 29
6.2 Termes relatifs au mesurage thermique . 29
6.3 Termes relatifs au mesurage de la cristallinité . 30
6.4 Termes relatifs au mesurage des charges dans les suspensions . 30
Bibliographie . 32
Index . 34
v
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
Avant-propos
L’ISOL'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismesd'organismes nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaborationl'ISO).
L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l’ISOl'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’ISOl'ISO participent également aux travaux. L’ISOL'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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critères d’approbationd'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent
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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.htmlwww.iso.org/fr/members.html.
vi
ISO/TS 80004-6:20202021(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. Pour ces
termes abrégés, 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.
vii
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
Tableau 1 — Liste alphabétique des techniques couramment utilisées pour la caractérisation
des nano-objets
Propriété Techniques courantes
Taille centrifugation analytique
microscopie à force atomique (AFM)
analyseur de mobilité différentielle (DMA)
diffusion dynamique de la lumière (DLS)
spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS)
analyse par traçage des nanoparticules (NTA)
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
viii
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 80004-6:20202021(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
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
;https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse
http://www.electropedia.org/.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
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
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 être préférés au terme « nanoparticule ».
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 4.4]
3.4
nanoplaque
nano-objet (3.2) ayant une dimension externe à l’échelle nanométrique (3.1) et les deux autres
dimensions externes significativement plus grandes
Note 1 à l’article : Les dimensions externes les plus grandes ne sont pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
Note 2 à l’article : Voir 3.3, Note 1 à l’article.
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 4.6]
3.5
nanobâtonnet
nanotige
nanofibre (3.6) solide
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 4.7]
3.6
nanofibre
nano-objet (3.2) ayant deux dimensions externes à l’échelle nanométrique (3.1) et la troisième
dimension externe significativement plus grande
Note 1 à l’article : La plus grande des dimensions externes n’est pas nécessairement à l’échelle nanométrique.
Note 2 à l’article : Les termes « nanofibrille » et « nanofilament » peuvent également être utilisés.
Note 3 à l’article : Voir 3.3, Note 1 à l’article.
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 4.5]
3.7
nanotube
nanofibre (3.6) creuse
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 4.8]
3.8
point quantique
nanoparticule (3.3) ou région qui présente un confinement quantique dans les trois directions spatiales
[SOURCE : ISO/TS 80004-12:2016, 4.1, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.9
particule
minuscule portion de matière avec des limites physiques bien définies
Note 1 à l’article : Une limite physique peut également être décrite sous la forme d’une interface.
Note 2 à l’article : Une particule peut se déplacer comme une unité.
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
Note 3 à l’article : Cette définition générale de « particule » s’applique aux nano-objets (3.2).
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 3.1]
3.10
agglomérat
ensemble de particules (3.9) faiblement ou moyennement liées, dont l’aire de la surface externe
résultante est similaire à la somme des aires de surface de chacun des composants
Note 1 à l’article : Les forces assurant la cohésion d’un agglomérat sont faibles, par exemple des forces de Van der
Waals ou des forces résultant d’un simple enchevêtrement physique.
Note 2 à l’article : Les agglomérats sont également appelés « particules secondaires » et les particules sources
initiales sont appelées « particules primaires ».
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 3.4]
3.11
agrégat
particule (3.9) composée de particules fortement liées ou fusionnées, dont l’aire de la surface externe
résultante est significativement plus petite que la somme des aires de surface de chacun des
composants
Note 1 à l’article : Les forces assurant la cohésion d’un agrégat sont puissantes, par exemple des liaisons
covalentes ou ioniques, ou des forces résultant d’un frittage ou d’un enchevêtrement physique complexe, ou sinon
d’anciennes particules primaires combinées.
Note 2 à l’article : Les agrégats sont également appelés « particules secondaires » et les particules sources initiales
sont appelées « particules primaires ».
[SOURCE : ISO/TS 80004-2:2015, 3.5]
3.12
aérosol
système de particules (3.9) solides ou liquides en suspension dans un gaz
[SOURCE : ISO 15900:2009, 22020, 3.1]
3.13
suspension
mélange hétérogène de matières comprenant un liquide et une matière solide finement dispersée
[SOURCE : ISO 4618:2014, 2.246]
3.14
dispersion
système multiphase dans lequel les discontinuités de tout état (solide, liquide ou gaz : phase
discontinue) sont réparties dans une phase continue d’une composition ou d’un état différent
Note 1 à l’article : Ce terme désigne également l’action ou le processus qui consiste à produire une dispersion ;
dans ce contexte, il convient d’utiliser le terme « processus de dispersion ».
Note 2 à l’article : Si des particules (3.9) solides sont réparties dans un liquide, la dispersion est appelée suspension
(3.13). Si la dispersion se compose de deux phases liquides non miscibles ou plus, elle est appelée « émulsion ».
Une suspo-émulsion se compose de deux phases solide et liquide réparties dans une phase liquide continue.
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
[SOURCE : ISO/TR 13097:2013, 2.5, modifiée — Dans la définition, « en général, microscopique » a été
supprimé et « réparties » a remplacé « dispersées ». Les Notes 1 et 2 à l’article ont remplacé la Note 1 à
l’article d’origine.]
4 Termes relatifs au mesurage de la taille et de la forme
4.1 Termes relatifs aux mesurandes utilisés pour la taille et la forme
4.1.1
taille de particule
dimension linéaire d’une particule (3.9), déterminée par une méthode de mesure spécifiée et dans des
conditions de mesure spécifiées
Note 1 à l’article : Différentes méthodes d’analyse sont fondées sur le mesurage de différentes propriétés
physiques. Indépendamment de la propriété de la particule réellement mesurée, la taille de la particule peut être
consignée comme une dimension linéaire, par exemple le diamètre équivalent d’une sphère.
4.1.2
distribution granulométrique
distribution de la quantité de particules (3.9) en fonction de leur taille (4.1.1)
Note 1 à l’article : La distribution granulométrique peut être exprimée comme une distribution cumulée ou une
densité de distribution (distribution de la fraction de matériau dans une classe de tailles, divisée par la largeur de
la classe en question).
Note 2 à l’article : La quantité peut être, par exemple, basée sur le nombre, la masse ou le volume.
4.1.3
forme de particule
forme géométrique extérieure d’une particule (3.9)
[SOURCE : ISO 3252:2019, 3.1.59, modifiée — « de poudre » a été supprimé après « particule ».]
4.1.4
rapport d’aspect
rapport de la longueur d’une particule (3.9) à sa largeur
[SOURCE : ISO 14966:2019, 3.7]
4.1.5
diamètre équivalent
diamètre d’une sphère qui donne une réponse identique à celle obtenue avec la particule (3.9) mesurée,
via une méthode de mesure de la taille de la particule
Note 1 à l’article : Les propriétés physiques sont, par exemple, la même vitesse de sédimentation, le même volume
de déplacement de la solution électrolytique ou la même surface de projection au microscope. Il convient
d’indiquer la propriété physique à laquelle le diamètre équivalent se rapporte, en utilisant un indice adapté
(voir l’ISO 9276-1:1998), par exemple l’indice « V » pour le diamètre équivalent en volume et « S » pour le
diamètre équivalent en aire de surface.
Note 2 à l’article : Le diamètre optique équivalent est utilisé pour le comptage de particules discrètes avec des
instruments de diffusion de la lumière.
Note 3 à l’article : D’autres paramètres, par exemple la masse volumique effective de la particule dans un fluide,
sont utilisés pour le calcul du diamètre équivalent tel que le diamètre de Stokes ou le diamètre équivalent de
sédimentation. Il convient de préciser, en complément, les paramètres utilisés pour le calcul.
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
Note 4 à l’article : Le diamètre aérodynamique est utilisé pour les instruments inertiels. Le diamètre
−3
aérodynamique est le diamètre d’une sphère d’une masse volumique de 1 000 kg·m ayant la même vitesse de
sédimentation que la particule en question.
4.2 Termes relatifs aux techniques de diffusion
4.2.1
rayon de giration
mesure de la répartition de la masse par rapport à un axe choisi et exprimé comme la racine carrée du
moment d’inertie par rapport à cet axe divisé par la masse
Note 1 à l’article : Pour la caractérisation des nano-objets (3.2), les méthodes physiques qui mesurent le rayon de
giration pour déterminer la taille des particules (4.1.1) comprennent la diffusion statique de la lumière (4.2.5), la
diffusion des neutrons aux petits angles (4.2.2) et la diffusion de rayons X aux petits angles (4.2.4).
[SOURCE : ISO 14695:2003, 3.4, modifiée — La Note 1 à l’article a été ajoutée.]
4.2.2
diffusion des neutrons aux petits angles
SANS
méthode par laquelle un faisceau de neutrons est diffusé à partir d’un échantillon et l’intensité des
neutrons diffusés est mesurée pour de petites déviations angulaires
Note 1 à l’article : L’angle de diffusion est habituellement compris entre 0,5° et 10° afin d’étudier la structure d’un
matériau sur l’échelle de longueur d’environ 1 à 200 nm. La méthode fournit des informations sur les tailles des
particules (3.9) et, dans une moindre mesure, sur les formes des particules dispersées dans un milieu homogène.
4.2.3
diffraction de neutrons
application d’une méthode de diffusion élastique des neutrons pour la détermination de la structure
atomique ou magnétique de la matière
Note 1 à l’article : Les neutrons émergents lors de l’expérience ont approximativement la même énergie que les
neutrons incidents. Le cliché de diffraction obtenu fournit des informations sur la structure du matériau.
4.2.4
diffusion des rayons X aux petits angles
SAXS
méthode par laquelle l’intensité des rayons X diffusés élastiquement est mesurée pour de petites
déviations angulaires
Note 1 à l’article : La diffusion angulaire est généralement mesurée dans la plage de 0,1° à 10°. Ce mesurage
fournit des informations structurales sur les macromolécules ainsi que sur la périodicité, à des échelles de
longueur généralement supérieures à 5 nm et inférieures à 200 nm, des systèmes ordonnés ou partiellement
ordonnés.
[SOURCE : ISO 18115-1:2013, 3.18, modifiée — Les Notes 2 et 3 à l’article ont été supprimées.]
4.2.5
diffusion de la lumière
changement de la direction de propagation de la lumière à l’interface de deux milieux ayant des
propriétés optiques différentes
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
4.2.6
diamètre hydrodynamique
diamètre équivalent (4.1.5) d’une particule (3.9) dans un liquide ayant le même coefficient de diffusion
qu’une particule sphérique sans couche de frontière dans le liquide en question
Note 1 à l’article : Dans la pratique, les nanoparticules (3.3) en solution peuvent être non sphériques, dynamiques
et solvatées.
Note 2 à l’article : Une particule dans un liquide aura une couche de frontière qui est une fine couche de fluide ou
d’adsorbats proche de la surface solide, à l’intérieur de laquelle les contraintes de cisaillement influent de manière
significative sur la répartition des vitesses du fluide. La vitesse du fluide varie de zéro à la surface solide jusqu’à la
vitesse d’écoulement libre à une certaine distance de la surface solide.
4.2.7
diffusion dynamique de la lumière
DLS
spectroscopie à corrélation de photons
PCS
DÉCONSEILLÉ : diffusion quasi élastique de la lumière
DÉCONSEILLÉ : QELS
méthode par laquelle des particules (3.9) présentes dans une suspension (3.13) liquide sont illuminées
par un laser et la variation d’intensité de la lumière diffusée en fonction du temps due à un mouvement
brownien est utilisée pour déterminer la taille des particules (4.1.1)
Note 1 à l’article : L’analyse de l’intensité de la lumière diffusée en fonction du temps permet de déterminer le
coefficient de diffusion translationnelle et donc la taille des particules sous forme de diamètre
hydrodynamique (4.2.6) via la relation de Stokes-Einstein.
Note 2 à l’article : L’analyse est applicable aux nanoparticules (3.3), car la taille des particules détectées est
généralement comprise entre 1 nm et 6 000 nm. La limite supérieure est due au mouvement brownien limité et à
la sédimentation.
Note 3 à l’article : La diffusion dynamique de la lumière est généralement utilisée dans les suspensions diluées où
les particules n’interagissent pas entre elles.
4.2.8
analyse par traçage des nanoparticules
NTA
analyse par traçage des particules
PTA
méthode par laquelle des particules (3.9) soumises à un mouvement brownien et/ou gravitationnel
dans une suspension (3.13) liquide sont illuminées par un laser et le changement de position des
particules individuelles est utilisé pour déterminer la taille des particules (4.1.1)
Note 1 à l’article : L’analyse de la position des particules en fonction du temps permet de déterminer le coefficient
de diffusion translationnelle et donc la taille des particules sous forme de diamètre hydrodynamique (4.2.6) via la
relation de Stokes-Einstein.
Note 2 à l’article : L’analyse est applicable aux nanoparticules (3.3), car la taille des particules détectées est
généralement comprise entre 10 nm et 2 000 nm. La limite inférieure nécessite des particules ayant un indice de
réfraction élevé et la limite supérieure est due au mouvement brownien limité et à la sédimentation.
Note 3 à l’article : La NTA est souvent utilisée pour décrire la PTA. La NTA est un sous-ensemble de la PTA, car la
PTA couvre une plage granulométrique plus étendue que l’échelle nanométrique (3.1).
4.2.9
diffusion statique multiple de la lumière
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
SMLS
technique permettant de mesurer l’intensité de la lumière transmise ou rétrodiffusée après de multiples
événements de diffusion successifs de lumière incidente dans un milieu
1)
[SOURCE : ISO/TS 21357:— ,, 3.1, modifiée — « milieu » a remplacé « milieu de diffusion aléatoire »
dans la définition.]
4.3 Termes relatifs à la caractérisation des aérosols
4.3.1
compteur de particules à condensation
CPC
instrument qui mesure la concentration en nombre de particules (3.9) d’un aérosol (3.12) en utilisant
un effet de condensation pour accroître la taille des particules aérosolisées
Note 1 à l’article : Les tailles des particules détectées sont généralement inférieures à plusieurs centaines de
nanomètres et supérieures à quelques nanomètres.
Note 2 à l’article : Un CPC est l’un des détecteurs pouvant être utilisés avec un analyseur de mobilité électrique
différentielle (DEMC) (4.3.2).
Note 3 à l’article : Dans certains cas, un compteur de particules à condensation peut être nommé « compteur à
noyaux de condensation (CNC) ».)».
[SOURCE : ISO/TS 12025:2012, 3.2.8, modifiée — La Note 4 à l’article a été supprimée.]
4.3.2
analyseur de mobilité électrique différentielle
DEMC
analyseur capable de sélectionner des particules (3.9) d’aérosol (3.12) en fonction de leur mobilité
électrique et de les extraire vers sa sortie
Note 1 à l’article : Un DEMC classe les particules d’aérosol en équilibrant la force électrique sur chaque particule
avec sa force de traînée aérodynamique dans un champ électrique. Les particules classées se situent dans une
plage étroite de mobilité électrique déterminée par les conditions opératoires et les dimensions physiques du
DEMC, ces particules pouvant avoir des tailles différentes en raison de la différence entre les nombres de charges
qu’elles portent.
[SOURCE : ISO 15900:2009, 2.72020, 3.11]
4.3.3
analyseur de mobilité différentielle
DMAS
système de mesure de la distribution granulométrique des particules (3.9) d’aérosol (3.12) de
dimension inférieure au micromètre, constitué d’un analyseur de mobilité électrique différentielle
(DEMC) (4.3.2), de débitmètres, d’un détecteur de particules, d’une tuyauterie de raccordement, d’un
ordinateur et des logiciels appropriés
[SOURCE : ISO 15900:2009, 2.82020, 3.12]
4.3.4
1)
En préparation. Stade au moment de la publication : ISO/CD TS 21357:2020.
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
électromètre à cage de Faraday pour aérosols
FCAE
système destiné à mesurer les charges électriques véhiculées par des particules (3.9) d’aérosol (3.12)
Note 1 à l’article : Un FCAE se compose d’une cage de Faraday reliée à la masse, utilisée comme protection du filtre
d’aérosols destiné à capturer les particules d’aérosol, d’une connexion électrique entre l’élément détecteur et un
électromètre, et d’un débitmètre.
[SOURCE : ISO 15900:2009, 2.122020, 3.15, modifiée — « système » a remplacé « électromètre »et
«particules d'aérosol» a remplacé «un aérosol» dans la définition.]
4.4 Termes relatifs aux techniques de séparation
4.4.1
fractionnement par couplage flux-force
FFF
technique de séparation dans laquelle un champ est appliqué à une suspension (3.13) liquide passant
dans un canal étroit de manière à provoquer la séparation des particules (3.9) présentes dans le liquide
en fonction de leur différence de mobilité sous l’effet de la force exercée par le champ
Note 1 à l’article : Le champ peut être, par exemple, gravitationnel, centrifuge, un écoulement de liquide, un champ
électrique ou magnétique.
Note 2 à l’article : L’utilisation d’un détecteur approprié, après ou pendant la séparation, permet de déterminer la
taille des nano-objets (3.2) ainsi que leur distribution granulométrique.
4.4.2
fractionnement par couplage flux-force asymétrique
AF4
technique de séparation qui utilise un champ d’écoulement transversal appliqué perpendiculairement
au flux du canal pour obtenir une séparation en fonction du coefficient de diffusion ou de la taille des
analytes
Note 1 à l’article : L’écoulement transversal se produit au moyen d’une paroi semi-perméable dans le canal (paroi
d’accumulation), alors que l’écoulement transversal est nul sur une paroi opposée non perméable (déplétion).
Note 2 à l’article : Par comparaison, dans un écoulement symétrique, l’écoulement transversal pénètre à travers
une paroi perméable (fritté) et sort à travers une paroi opposée semi-perméable, et est généré séparément du flux
du canal.
Note 3 à l’article : Les nano-objets (3.2) se fractionnent généralement selon le mode « normal », où la diffusion
domine et où la plus petite espèce est éluée en premier. À l’échelle micrométrique, le mode de fractionnement dit
« stérique/hypercouche » est généralement dominant, avec l’espèce la plus grande qui est éluée en premier. Le
passage du mode normal au mode stérique/hypercouche peut être influencé par les propriétés des matériaux ou
par les paramètres du mesurage et, par conséquent, il n’est pas définitivement identifié ; cependant, cette
transition peut être définie de façon explicite pour un ensemble donné de conditions expérimentales ; en règle
générale, celle-ci intervient sur une plage granulométrique approximativement comprise entre 0,5 µm et 2 µm.
Note 4 à l’article : En incluant à la fois le mode normal et le mode stérique/hypercouche, la technique permet de
séparer des particules (3.9) couvrant une plage granulométrique d’environ 1 nm à 50 µm.
[SOURCE : ISO/TS 21362:2018, 3.4, modifiée — L’abréviation « AF4 » a été ajoutée.]
4.4.3
fractionnement par couplage flux-force à force centrifuge
CF3
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
technique de séparation qui utilise un champ centrifuge appliqué perpendiculairement à un canal
circulaire qui tourne autour de son axe pour obtenir une séparation des particules (3.9) d’une
granulométrie approximativement comprise entre 10 nm et 50 µm
Note 1 à l’article : La séparation est régie à la fois par la granulométrie et par la densité effective des particules.
Note 2 à l’article : La plage granulométrique applicable dépend de et est limitée par la densité effective des
particules.
[SOURCE : ISO/TS 21362:2018, 3.5, modifiée — L’abréviation « CF3 » a été ajoutée.]
4.4.4
centrifugation analytique
sédimentation par centrifugation en phase liquide
CLS
méthode dans laquelle la taille ou la masse volumique effective des particules (3.9) présentes dans une
suspension (3.13) est mesurée sur la base de leurs vitesses de sédimentation dans un champ centrifuge
Note 1 à l’article : Cette définition inclut les instruments à démarrage en ligne (où l’échantillon est introduit dans
une position définie) et les instruments à démarrage homogène (où l’échantillon est introduit avec une répartition
d’équilibre initiale).
Note 2 à l’article : Cette définition inclut les instruments à disque et à cuvette.
4.4.5
sédimentation incrémentielle par centrifugation en phase liquide sur disque avec démarrage en
ligne
CLS incrémentielle sur disque avec démarrage en ligne
sédimentation par centrifugation différentielle
DCS
centrifugation analytique (4.4.4) dans laquelle l’échantillon est introduit dans une position définie dans
un disque rotatif partiellement rempli d’un fluide
Note 1 à l’article : Le fluide présente normalement un gradient de masse volumique afin d’assurer une
sédimentation uniforme.
Note 2 à l’article : Un détecteur est normalement installé dans une position prédéterminée et les temps de trajet
des particules (3.9) jusqu’à ce détecteur sont enregistrés.
Note 3 à l’article : Selon la masse volumique effective des particules, la technique peut mesurer la taille des
particules (4.1.1) et la distribution granulométrique (4.1.2) entre 2 nm et 10 µm, et peut différencier des particules
ayant une différence de taille inférieure à 2 %.
4.4.6
chromatographie d’exclusion stérique
SEC
technique de chromatographie en phase liquide dans laquelle la séparation est basée sur le volume
hydrodynamique des molécules éluant dans une colonne garnie d’un matériau non adsorbant poreux
dont les dimensions des pores sont comparables à la taille des molécules séparées
Note 1 à l’article : La SEC peut être couplée avec un détecteur, par exemple diffusion dynamique de la lumière
(DDL) (4.2.7), pour déterminer la taille et la distribution granulométrique des éluants.
4.4.7
détection d’impulsions résistive
RPS
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
méthode de zone de détection électrique
compteur Coulter
DÉCONSEILLÉ : détection de zone électrique
méthode de comptage et de détermination de la taille des particules (3.9) dans des électrolytes en
mesurant une baisse de l’intensité du courant ou de la tension électrique lorsqu’une particule traverse
une ouverture entre deux chambres
Note 1 à l’article : La baisse de l’intensité du courant ou de la tension électrique est proportionnelle au volume des
particules (principe de Coulter).
Note 2 à l’article : Les particules sont conduites à travers l’ouverture par une variation de pression ou par un
champ électrique.
Note 3 à l’article : La taille de l’ouverture peut être à l’échelle nanométrique (3.1) et ainsi permettre de déterminer
la taille de nano-objets (3.2) individuels.
4.4.8
spectrométrie de masse à plasma induit en mode particule unique
sp-ICP-MS
méthode utilisant l’ICP-MS (5.23) dans laquelle une suspension (3.13) diluée de nano-objets (3.2) est
analysée et les signaux ICP-MS sont collectés avec une résolution temporelle élevée, ce qui permet
d’effectuer une détection particule par particule à des pics de masse et des concentrations en nombre
spécifiques, et de déterminer la taille et la distribution granulométrique
4.5 Termes relatifs à la microscopie
4.5.1
microscopie à sonde locale
SPM
méthode d’imagerie des surfaces par balayage mécanique par une sonde de la surface soumise à l’étude,
dans laquelle la réponse concomitante d’un détecteur est mesurée
Note 1 à l’article : Ce terme générique englobe de nombreuses méthodes, parmi lesquelles la microscopie à force
atomique (AFM) (4.5.2), la microscopie optique en champ proche à balayage (SNOM) (4.5.4), la microscopie à
conductance ionique à balayage (SICM) et la microscopie à effet tunnel (STM) (4.5.3).
Note 2 à l’article : La résolution varie de celle de la STM, dans laquelle des atomes individuels peuvent être résolus,
à celle de la microscopie thermique à balayage (SThM), dans laquelle la résolution est généralement limitée à
environ 1 µm.
[SOURCE : ISO 18115-2:2013, 3.30, modifiée — La liste des méthodes de la Note 1 à l’article a été
modifiée.]
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
4.5.2
microscopie à force atomique
AFM
DÉCONSEILLÉ : microscopie de force à balayage
DÉCONSEILLÉ : SFM
méthode d’imagerie des surfaces par balayage mécanique des contours des surfaces, dans laquelle la
déflexion d’une pointe effilée détectant les forces en surface et montée sur un cantilever adapté est
contrôlée
Note 1 à l’article : L’AFM peut fournir une image en hauteur quantitative des surfaces isolantes et conductrices.
Note 2 à l’article : Certains instruments AFM déplacent l’échantillon dans les directions x, y et z tout en maintenant
constante la position de la pointe et d’autres déplacent la pointe tout en maintenant constante la position de
l’échantillon.
Note 3 à l’article : L’AFM peut être réalisée sous vide, dans un liquide, une atmosphère contrôlée ou l’air. La
résolution atomique peut être atteinte avec des échantillons adaptés, des pointes effilées et en utilisant un mode
d’imagerie approprié.
Note 4 à l’article : De nombreux types de forces peuvent être mesurés, tels que les forces normales ou la force
latérale, de frottement ou de cisaillement. Lorsque le mesurage concerne ces dernières forces, la technique est
qualifiée de microscopie à force latérale, à force de frottement ou sous cisaillement. Ce terme générique englobe
tous ces types de microscopie à force.
Note 5 à l’article : Les AFM peuvent être utilisées pour mesurer les forces normales en surface, à des points
particuliers de la matrice de pixels utilisée pour l’imagerie.
Note 6 à l’article : Dans le cas des pointes AFM typiques présentant un rayon < 100 nm, il convient que la force
normale soit inférieure à environ 0,1 µN, en fonction du matériau de l’échantillon, pour éviter une déformation
irréversible de la surface et une usure excessive de la pointe.
[SOURCE : ISO 18115-2:2013, 3.2]
4.5.3
microscopie à effet tunnel
STM
mode de microscopie à sonde locale (SPM) (4.5.1) pour l’imagerie de surfaces conductrices par balayage
mécanique au-dessus de celles-ci d’une pointe de sonde conductrice effilée, à tension polarisée, dans
laquelle les données du courant tunnel et la séparation pointe/surface sont utilisées dans la génération
de l’image
Note 1 à l’article : La STM peut être réalisée sous vide, dans un liquide ou dans l’air. La résolution atomique peut
être atteinte avec des échantillons adaptés et des sondes effilées. Avec des échantillons idéaux, elle peut fournir
des informations sur les liaisons localisées autour des atomes de surface.
Note 2 à l’article : Les images peuvent se former à partir des données relatives à la hauteur à un courant de tunnel
constant ou au courant de tunnel à une hauteur constante, ou selon d’autres modes à des différences de potentiel
définies entre la pointe et l’échantillon.
Note 3 à l’article : La STM peut être utilisée pour cartographier les densités d’états en surface ou autour des
atomes particuliers dans les cas idéaux. Les images des surfaces peuvent varier de façon significative, en fonction
de la polarisation de la pointe, même pour la même topographie.
[SOURCE : ISO 18115-2:2013, 3.34]
4.5.4
microscopie optique en champ proche
ISO/TS 80004-6:20202021(F)
NSOM
microscopie optique en champ proche à balayage
SNOM
méthode d’imagerie optique des surfaces en transmission ou par réflexion par balayage mécanique
d’une sonde optique active beaucoup plus petite que la longueur d’onde de la lumière sur la surface en
surveillant la lumière transmise ou réfléchie ou un signal associé en régime de champ proche
Note 1 à l’article : La topographie est importante et la sonde est balayée à une hauteur constante. Généralement, la
sonde oscille en mode de cisaillement pour détecter et fixer la hauteur.
Note 2 à l’article : Dans le cas où l’étendue de la sonde optique est définie par une ouverture, la taille de
l’ouverture est généralement comprise entre 10 nm et 100 nm, ce qui définit en grande partie la résolution. Ce
type d’instrument est souvent appelé NSOM à ouverture pour le distinguer du NSOM à diffusion (appelé
précédemment SNOM sans ouverture) bien que, en règle générale, le qualificatif « à ouverture » soit omis. Dans la
forme sans ouverture, l’étendue de la sonde active optique est définie par une pointe effilée métallique ou revêtue
d’une couche métallique illuminée, dont le rayon se situe généralement dans la plage comprise entre 10 nm et
100 nm, ce qui définit en grande partie la résolution.
Note 3 à l’article : Outre l’image optique, la NSOM peut délivrer une image quantitative des contours de la surface,
similaire à celle fournie par la microscopie à force atomique (AFM) (4.5.2) et les techniques apparentées utilisant
des sondes à balayage.
[SOURCE : ISO 18115-2:2013, 3.17, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée et les Notes 2, 3 et 4
à l’article suivantes ont été renumérotées en conséquence. La Note 5 à l’article a été supprimée.]
4.5.5
microscopie électronique à balayage
SEM
méthode utilisée pour examiner et analyser les informations physiques (telles que les électrons
secondaires, les électrons rétrodiffusés, les électrons absorbés et les rayons X) obtenues en générant
des faisceaux d’électrons et en balayant la surface d’un échantillon afin de déterminer la structure, la
composition et la topographie de l’échantillon
4.5.6
microscopie électronique à transmission
TEM
méthode produisant des images agrandies ou des clichés de diffraction de l’échantillon en faisant passer
à travers l’échantillon un faisceau d’électrons qui interagit avec lui
[SOURCE : ISO 29301:2017, 3.34, modifiée — Dans le terme, « microscopie » a remplacé « microscope ».
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