Quantifying the Hygroscopic Growth of Individual Submicrometer Particles with Atomic Force Microscopy

Analytical Chemistry

Volumn 88, Issue 7, 2016, Pages 3647-3654

  Morris, Holly S ^a   Estillore, Armando D ^a   Laskina, Olga ^a   Grassian, Vicki H ^a,b   Tivanski, Alexei V ^a  

^a University of Iowa   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AEROSOLS; ATMOSPHERIC AEROSOLS; ATMOSPHERIC CHEMISTRY; ATMOSPHERIC HUMIDITY; ATMOSPHERIC THERMODYNAMICS; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; BINS; CHEMICAL ANALYSIS; MIXTURES; PARTICLE SIZE; SODIUM CHLORIDE; SUBSTRATES;

HYGROSCOPIC GROWTH FACTOR; HYGROSCOPIC TANDEM DIFFERENTIAL MOBILITY ANALYZERS; PARTICLE COMPOSITION; SODIUM CHLORIDE (NACL); SUBMICROMETER PARTICLE; SUBMICROMETER-SIZED PARTICLES; THREE-DIMENSIONAL (3D) ANALYSIS; TWO DIMENSIONAL (2 D);

BINARY MIXTURES;

EID: 84964226619     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.5b04349     Document Type: Article

References (62)

1. Swietlicki, E.; Hansson, H. C.; Hameri, K.; Svenningsson, B.; Massling, A.; McFiggans, G.; McMurry, P. H.; Petaja, T.; Tunved, P.; Gysel, M.; Topping, D.; Weingartner, E.; Baltensperger, U.; Rissler, J.; Wiedensohler, A.; Kulmala, M. Tellus, Ser. B 2008, 60, 432 10.3402/tellusb.v60i3.16936
2. Zhang, R. Y.; Khalizov, A. F.; Pagels, J.; Zhang, D.; Xue, H. X.; McMurry, P. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 10291 10.1073/pnas.0804860105
3. Petters, M. D.; Kreidenweis, S. M. Atmos. Chem. Phys. 2007, 7, 1961 10.5194/acp-7-1961-2007
4. Gibson, E. R.; Hudson, P. K.; Grassian, V. H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 11785 10.1021/jp063821k
5. Cruz, C. N.; Pandis, S. N. Environ. Sci. Technol. 2000, 34, 4313 10.1021/es9907109
6. Prenni, A. J.; DeMott, P. J.; Kreidenweis, S. M.; Sherman, D. E.; Russell, L. M.; Ming, Y. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 11240 10.1021/jp012427d
7. Mikhailov, E.; Vlasenko, S.; Martin, S. T.; Koop, T.; Poschl, U. Atmos. Chem. Phys. 2009, 9, 9491 10.5194/acp-9-9491-2009
8. Hitzenberger, R.; Berner, A.; Dusek, U.; Alabashi, R. Aerosol Sci. Technol. 1997, 27, 116 10.1080/02786829708965461
9. Hegg, D. A.; Covert, D. S.; Crahan, K. K.; Jonsson, H. H.; Liu, Y. Geophys. Res. Lett. 2006, 33, L12808 10.1029/2006GL026747
10. Hegg, D. A.; Covert, D. S.; Jonsson, H. H. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 7193 10.5194/acp-8-7193-2008
11. Stock, M.; Cheng, Y. F.; Birmili, W.; Massling, A.; Wehner, B.; Muller, T.; Leinert, S.; Kalivitis, N.; Mihalopoulos, N.; Wiedensohler, A. Atmos. Chem. Phys. 2011, 11, 4251 10.5194/acp-11-4251-2011
12. Laskin, A.; Cowin, J. P.; Iedema, M. J. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2006, 150, 260 10.1016/j.elspec.2005.06.008
13. Tivanski, A. V.; Hopkins, R. J.; Tyliszczak, T.; Gilles, M. K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5448 10.1021/jp070155u
14. Hopkins, R. J.; Desyaterik, Y.; Tivanski, A. V.; Zaveri, R. A.; Berkowitz, C. M.; Tyliszczak, T.; Gilles, M. K.; Laskin, A. J. Geophys. Res. 2008, 113, D04209 10.1029/2007JD008954
15. Posfai, M.; Buseck, P. R. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2010, 38, 17 10.1146/annurev.earth.031208.100032
16. Krieger, U. K.; Marcolli, C.; Reid, J. P. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6631 10.1039/c2cs35082c
17. Yeung, M. C.; Chan, C. K. Aerosol Sci. Technol. 2010, 44, 269 10.1080/02786820903583786
18. Laskina, O.; Morris, H. S.; Grandquist, J. R.; Qin, Z.; Stone, E. A.; Tivanksi, A. V.; Grassian, V. H. J. Phys. Chem. A 2015, 119, 4489 10.1021/jp510268p
19. Wang, X.; Sultana, C. M.; Trueblood, J.; Hill, T. C. J.; Malfatti, F.; Lee, C.; Laskina, O.; Moore, K. A.; Beall, C. M.; McCluskey, C. S.; Cornwell, G. C.; Zhou, Y.; Cox, J. L.; Pendergraft, M. A.; Santander, M. V.; Bertram, T. H.; Cappa, C. D.; Azam, F.; DeMott, P. J.; Grassian, V. H.; Prather, K. A. ACS Cent. Sci. 2015, 1, 124 10.1021/acscentsci.5b00148
20. Baustian, K. J.; Cziczo, D. J.; Wise, M. E.; Pratt, K. A.; Kulkarni, G.; Hallar, A. G.; Tolbert, M. A. J. Geophys. Res. 2012, 117, D06217 10.1029/2011JD016784
21. Schill, G. P.; Tolbert, M. A. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 29234 10.1021/jp505379j
22. Ghorai, S.; Tivanski, A. V. Anal. Chem. 2010, 82, 9289 10.1021/ac101797k
23. Parsons, M. T.; Knopf, D. A.; Bertram, A. K. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 11600 10.1021/jp0462862
24. Bertram, A. K.; Martin, S. T.; Hanna, S. J.; Smith, M. L.; Bodsworth, A.; Chen, Q.; Kuwata, M.; Liu, A.; You, Y.; Zorn, S. R. Atmos. Chem. Phys. 2011, 11, 10995 10.5194/acp-11-10995-2011
25. Robinson, C. B.; Schill, G. P.; Tolbert, M. A. J. Atmos. Chem. 2014, 71, 145 10.1007/s10874-014-9287-8
26. Ebert, M.; Inerle-Hof, M.; Weinbruch, S. Atmos. Environ. 2002, 36, 5909 10.1016/S1352-2310(02)00774-4
27. Hiranuma, N.; Brooks, S. D.; Auvermann, B. W.; Littleton, R. Atmos. Environ. 2008, 42, 1983 10.1016/j.atmosenv.2007.12.003
28. Hoffman, R. C.; Laskin, A.; Finlayson-Pitts, B. J. J. Aerosol Sci. 2004, 35, 869 10.1016/j.jaerosci.2004.02.003
29. Matsumura, T.; Hayashi, M. Aerosol Sci. Technol. 2007, 41, 770 10.1080/02786820701436831
30. Wise, M. E.; Semeniuk, T. A.; Bruintjes, R.; Martin, S. T.; Russell, L. M.; Buseck, P. R. J. Geophys. Res. 2007, 112, D10224 10.1029/2006JD007678
31. Buseck, P. R. Geochim Cosmochim Ac 2010, 74, A132
32. Zelenay, V.; Ammann, M.; Krepelova, A.; Birrer, M.; Tzvetkov, G.; Vernooij, M. G. C.; Raabe, J.; Huthwelker, T. J. Aerosol Sci. 2011, 42, 38 10.1016/j.jaerosci.2010.11.001
33. Kelly, S. T.; Nigge, P.; Prakash, S.; Laskin, A.; Wang, B. B.; Tyliszczak, T.; Leone, S. R.; Gilles, M. K. Rev. Sci. Instrum. 2013, 84, 073708 10.1063/1.4816649
34. Ghorai, S.; Laskin, A.; Tivanski, A. V. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 4373 10.1021/jp112360x
35. Laskina, O.; Morris, H. S.; Grandquist, J. R.; Estillore, A. D.; Stone, E. A.; Grassian, V. H.; Tivanski, A. V. Environ. Sci. Technol. 2015, 49, 13447 10.1021/acs.est.5b02732
36. Eom, H. J.; Gupta, D.; Li, X.; Jung, H. J.; Kim, H.; Ro, C. U. Anal. Chem. 2014, 86, 2648 10.1021/ac4042075
37. Gao, Y. G.; Yu, L. E.; Chen, S. B. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 633 10.1021/jp0654967
38. Lee, M. J.; Jung, H. J.; Eom, H. J.; Maskey, S.; Kim, H. K.; Ro, C. U. Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2011, 11, 23203 10.5194/acpd-11-23203-2011
39. Morris, H. S.; Grassian, V. H.; Tivanski, A. V. Chemical Sciences 2015, 6, 3242 10.1039/C4SC03716B
40. Bruzewicz, D. A.; Checco, A.; Ocko, B. M.; Lewis, E. R.; McGraw, R. L.; Schwartz, S. E. J. Chem. Phys. 2011, 134, 044702 10.1063/1.3524195
41. Ault, A. P.; Moffet, R. C.; Baltrusaitis, J.; Collins, D. B.; Ruppel, M. J.; Cuadra-Rodriguez, L. A.; Zhao, D. F.; Guasco, T. L.; Ebben, C. J.; Geiger, F. M.; Bertram, T. H.; Prather, K. A.; Grassian, V. H. Environ. Sci. Technol. 2013, 47, 5603 10.1021/es400416g
42. Jacobson, M. Z. J. Geophys Res-Atmos 2001, 106, 1551 10.1029/2000JD900514
43. Prather, K. A.; Bertram, T. H.; Grassian, V. H.; Deane, G. B.; Stokes, M. D.; DeMott, P. J.; Aluwihare, L. I.; Palenik, B. P.; Azam, F.; Seinfeld, J. H.; Moffet, R. C.; Molina, M. J.; Cappa, C. D.; Geiger, F. M.; Roberts, G. C.; Russell, L. M.; Ault, A. P.; Baltrusaitis, J.; Collins, D. B.; Corrigan, C. E.; Cuadra-Rodriguez, L. A.; Ebben, C. J.; Forestieri, S. D.; Guasco, T. L.; Hersey, S. P.; Kim, M. J.; Lambert, W. F.; Modini, R. L.; Mui, W.; Pedler, B. E.; Ruppel, M. J.; Ryder, O. S.; Schoepp, N. G.; Sullivan, R. C.; Zhao, D. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 7550 10.1073/pnas.1300262110
44. Mircea, M.; Facchini, M. C.; Decesari, S.; Fuzzi, S.; Charlson, R. J. Tellus, Ser. B 2002, 54, 74 10.1034/j.1600-0889.2002.00256.x
45. Asa-Awuku, A.; Sullivan, A. P.; Hennigan, C. J.; Weber, R. J.; Nenes, A. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 799 10.5194/acp-8-799-2008
46. Dinar, E.; Mentel, T. F.; Rudich, Y. Atmos. Chem. Phys. 2006, 6, 5213 10.5194/acp-6-5213-2006
47. Parungo, F. P.; Nagamoto, C. T.; Rosinski, J.; Haagenson, P. L. J. Atmos. Chem. 1986, 4, 199 10.1007/BF00052001
48. Leck, C.; Bigg, E. K. Tellus, Ser. B 2005, 57, 305 10.1111/j.1600-0889.2005.00148.x
49. Park, J. Y.; Lim, S.; Park, K. J. Atmos Ocean Tech 2014, 31, 93 10.1175/JTECH-D-13-00086.1
50. Mochida, M.; Umemoto, N.; Kawamura, K.; Lim, H. J.; Turpin, B. J. J. Geophys. Res. 2007, 112, D15209 10.1029/2006JD007773
51. Kiss, G.; Tombacz, E.; Hansson, H. C. J. Atmos. Chem. 2005, 50, 279 10.1007/s10874-005-5079-5
52. Baltrusaitis, J.; Grassian, V. H. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 9001 10.1021/jp305122d
53. Kreidenweis, S. M.; Koehler, K.; DeMott, P. J.; Prenni, A. J.; Carrico, C.; Ervens, B. Atmos. Chem. Phys. 2005, 5, 1357 10.5194/acp-5-1357-2005
54. Held, I. M.; Soden, B. J. Annu. Rev. Energ Env 2000, 25, 441 10.1146/annurev.energy.25.1.441
55. Power, R. M.; Reid, J. P. Rep. Prog. Phys. 2014, 77, 074601 10.1088/0034-4885/77/7/074601
56. Badger, C. L.; George, I.; Griffiths, P. T.; Braban, C. F.; Cox, R. A.; Abbatt, J. P. D. Atmos. Chem. Phys. 2006, 6, 755 10.5194/acp-6-755-2006
57. Freedman, M. A.; Baustian, K. J.; Wise, M. E.; Tolbert, M. A. Anal. Chem. 2010, 82, 7965 10.1021/ac101437w
58. Martin, S. T. Chem. Rev. 2000, 100, 3403 10.1021/cr990034t
59. Zhang, X. L.; Massoli, P.; Quinn, P. K.; Bates, T. S.; Cappa, C. D. J. Geophys Res-Atmos 2014, 119, 8384 10.1002/2013JD021213
60. Hansson, H. C.; Rood, M. J.; Koloutsou-Vakakis, S.; Hameri, K.; Orsini, D.; Wiedensohler, A. J. Atmos. Chem. 1998, 31, 321 10.1023/A:1006174514022
61. Rosinski, J.; Haagenson, P. L.; Nagamoto, C. T.; Quintana, B.; Parungo, F.; Hoyt, S. D. J. Aerosol Sci. 1988, 19, 539 10.1016/0021-8502(88)90206-6
62. DeMott, P. J.; Cziczo, D. J.; Prenni, A. J.; Murphy, D. M.; Kreidenweis, S. M.; Thomson, D. S.; Borys, R.; Rogers, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 14655 10.1073/pnas.2532677100