كيفية تفريق احد الجدران الكربون نانوتيوب فردي

تتميز الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWNTs أو SWCNTs) بخصائص فريدة ، ولكن للتعبير عنها يجب أن تكون متفرقة بشكل فردي. للاستفادة الكاملة من الخصائص الاستثنائية للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ، يجب فصل الأنابيب تمامًا. تُظهر تقنية SWNTs مثل الجسيمات النانوية الأخرى قوى جذب عالية جدًا ، لذا يلزم استخدام تقنية قوية وفعالة من أجل عملية التبلور والتشتت الموثوقة. في حين أن تقنيات الخلط المشتركة لا توفر الشدة اللازمة لفك تشابكات SWNT دون إلحاق الضرر بها ، فقد ثبت أن الفلتراسونات عالية الطاقة تعمل على تشتيت وتفريق SWCNTs. إن قوى القص التجويدي المتولدة فوق الصوتي قوية بما يكفي للتغلب على قوى الترابط ، في حين يمكن تعديل كثافة الموجات فوق الصوتية بدقة لتجنب تلف SWCNTs.

مشكلة:

الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWCNTs) تختلف عن الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران (MWNTs / MWCNTs) من خلال خواصها الكهربائية. يمكن أن تختلف فجوة نطاق SWCNTs من صفر إلى 2 فولت ، وتتميز الموصلية الكهربائية بسلوك معدني أو شبه موصل. بما أن الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار تكون متماسكة للغاية ، فإن إحدى العقبات الرئيسية في معالجة SWCNTs هي عدم قابلية الذوبان المتأصلة للأنابيب في المذيبات العضوية أو المياه. لاستخدام الإمكانات الكاملة من SWCNTs ، هناك حاجة لعملية إزالة التجمد بسيطة وموثوقة وقابلة للتطوير من الأنابيب. بشكل خاص ، يؤدي استخدام الجدران الجانبية CNT أو النهايات المفتوحة لإنشاء واجهة ملائمة بين SWCNTs والمذيب العضوي إلى تقشير جزئي لـ SWCNTs ، فقط. ولذلك ، فإن فرق SWCNT موزعة في الغالب على شكل حزم بدلاً من الحبال الفردية المتحلقة. إذا كانت الحالة أثناء التشتت قاسية للغاية ، سيتم اختصار SWCNTs إلى أطوال تتراوح بين 80 إلى 200nm. بالنسبة لغالبية التطبيقات العملية ، أي بالنسبة إلى الشبكات SWCNT أو شبه الموصلة ، فإن هذا الطول صغير للغاية.

Ultrasonic dispersers are used to detangle single-walled nanotubes (SWNTs) efficiently.

UIP2000hdT، و 2kW أوفوق أوفوقاتور قوية لتفريق SWCNTs.

حل:

Ultrasonication هو طريقة فعالة جدا لتفريق و diagglomeration من الأنبوب النانوي الكربوني ، كما موجات الموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة توليد التجويف في السوائل. تؤدي الموجات الصوتية التي تروج في الوسائط السائلة إلى دورات متناوبة (ضغط) عالية الضغط (ضغط) ودورات ضغط منخفض (نادرة) ، مع معدلات تعتمد على التردد. أثناء دورة الضغط المنخفض ، تنتج الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما تصل الفقاعات إلى حجم لا تستطيع عنده امتصاص الطاقة ، فإنها تنهار بشكل عنيف خلال دورة الضغط العالي. هذه الظاهرة تسمى التكهف. خلال الانفجار الداخلي يتم الوصول إلى درجات حرارة عالية جدا (حوالي 5000 كيلو) وضغوط (حوالي 2000 متر مكعب) محليا. كما ينتج عن انفجار فقاعة التجويف نفثات سائلة تصل إلى سرعة 280 م / ث. هذه التيارات النفاثة السائلة الناتجة عن التجويف بالموجات فوق الصوتية، والتغلب على قوى الترابط بين الأنابيب النانوية الكربونية وبالتالي، فإن الأنابيب النانوية تصبح deagglomerated. A، العلاج بالموجات فوق الصوتية خفيفة تسيطر هي الطريقة المناسبة لخلق تعليق استقرت السطحي من SWCNTs فرقت مع طول عالية. لإنتاج تسيطر عليها SWCNTs، المعالجات بالموجات فوق الصوتية HIELSCHER تتيح للتشغيل في مجموعة واسعة من مجموعات المعلمات بالموجات فوق الصوتية. اتساع الموجات فوق الصوتية، وضغط السائل وتكوين السائل يمكن أن تختلف على التوالي للمادة وعملية محددة. هذا يتيح إمكانات مختلفة من التعديلات، مثل

  • سعة sonotrode تصل إلى 170 ميكرون
  • الضغوط السائلة تصل إلى 10 بار
  • معدلات تدفق السائل تصل إلى 15L / دقيقة (اعتمادا على العملية)
  • درجات الحرارة السائلة تصل إلى 80 درجة مئوية (درجة حرارة أخرى حسب الطلب)
  • اللزوجة المادية تصل إلى 100.000cp

 

وعلاوة على ذلك، ultrasonication كوسيلة من وسائل تنقية بمساعدة البوليمر يسمح لإزالة الشوائب من SWCNTs كما نمت، على نحو فعال. ومن الصعب دراسة التعديل الكيميائي للSWCNTs على المستوى الجزيئي، لأنه من الصعب الحصول على SWNTs نقية. كما نما SWCNTs تحتوي على العديد من الشوائب، مثل الجزيئات المعدنية والكربون غير متبلور. Ultrasonication من SWCNTs في حل أحادي (MCB) بولي (ميتاكريليت الميثيل) PMMA تليها الترشيح هو وسيلة فعالة لتنقية SWCNTs. هذه الطريقة تنقية بمساعدة البوليمر يسمح إزالة الشوائب من SWCNTs كما نمت على نحو فعال. مراقبة دقيقة لسعة ultrasonication يسمح لتجنب أو الحد من الإضرار SWCNTs.

معدات الموجات فوق الصوتية

تقدم HIELSCHER الأداء العالي معالجات بالموجات فوق الصوتية ل sonication من كل حجم. أجهزة الموجات فوق الصوتية من 50 واط يصل إلى 16،000 واط، مما قد أنشئت في مجموعات، تسمح تجد بالموجات فوق الصوتية المناسبة لكل تطبيق، في المختبر وكذلك في هذه الصناعة. لتشتت متطورة من الأنابيب النانوية، ينصح صوتنة المستمر. باستخدام خلايا تدفق HIELSCHER، فإنه يصبح من الممكن لتفريق الأنابيب النانوية الكربونية إلى سوائل من اللزوجة مرتفعة مثل البوليمرات، ويذوب اللزوجة العالية واللدائن الحرارية.

انقر هنا لقراءة المزيد عن التشتت وتعديل الأنابيب النانوية بواسطة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة!

اتصل بنا / اسأل عن مزيد من المعلومات

تحدث معنا حول متطلبات معالجة الخاص بك. وسوف نوصي معلمات الإعداد والتجهيز أكثر ملائمة للمشروع الخاص بك.





يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


طلب معلومات





التشتت بالموجات فوق الصوتية من الأنابيب النانوية الكربونية: وHIELScher الموجات فوق الصوتية UP400S (400W) يتفرق وdetangles CNTs بسرعة وكفاءة في الأنابيب النانوية واحدة.

تفريق الأنابيب النانوية الكربونية في الماء باستخدام UP400S

 

أجهزة الموجات فوق الصوتية HIELSCHER هي المثل الأعلى

تفريق بالموجات فوق الصوتية من الأنابيب النانوية (UP400S)

حقائق عن SWNTs– قطر تقريبا. 1 نانومتر، مع أنبوب مليون مرات أطول– القوة القصوى & الكزازة– مثابرة عالية جدا– الموصلية الإلكترونية والحرارية العالية جدا– معدنية أو شبه موصلة السلوك
الموجات فوق الصوتية السلطة وغالبا ما يكون الأداة الوحيدة الموثوق بها لdetangle وتفريق الأنابيب النانوية

تفريق الأنابيب النانوية الكربونية مع جهاز مختبر HIELSCHER ل UP50H

Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

الفوق صوتيات عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من جهاز ultrasonicator مختبر مدمج فوق وحدات مقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.



حقائق تستحق العلم

وغالبا ما يشار إليها باسم أجهزة الموجات فوق الصوتية sonicator التحقيق، الخالط بالموجات فوق الصوتية، ايزر الصوتية، اختلال والموجات فوق الصوتية، طاحونة بالموجات فوق الصوتية، سونو-ruptor، sonifier، dismembrator الصوتية، وديسروبتر الخلية، المفرق بالموجات فوق الصوتية أو الذائب. المصطلحات المختلفة ينتج من مختلف التطبيقات التي يمكن أن تتحقق من خلال صوتنة.