كيفية صنع السوائل النانوية
السائل النانوي هو سائل مهندس يتكون من سائل أساسي يحتوي على جسيمات نانوية. لتوليف الموائع النانوية ، يلزم وجود تقنية تجانس وإزالة تكتل فعالة وموثوقة لضمان درجة عالية من التشتت المنتظم. المشتتات بالموجات فوق الصوتية هي التكنولوجيا المتفوقة لإنتاج السوائل النانوية ذات الخصائص الممتازة. يتفوق التشتت بالموجات فوق الصوتية من خلال الكفاءة والسرعة والبساطة والموثوقية وسهولة الاستخدام.
ما هي السوائل النانوية؟
السائل النانوي هو سائل يحتوي على جسيمات بحجم النانو (≺100 نانومتر) ، تسمى عادة الجسيمات النانوية. عادة ما تصنع الجسيمات النانوية المستخدمة في الموائع النانوية من المعادن أو الأكاسيد أو الكربيدات أو الأنابيب النانوية الكربونية. تنتشر هذه الجسيمات النانوية في سائل أساسي (مثل زيت الماء وما إلى ذلك) من أجل الحصول على تعليق غرواني مهندس ، أي السائل النانوي. تظهر الموائع النانوية خصائص فيزيائية حرارية محسنة مثل التوصيل الحراري والانتشار الحراري واللزوجة ومعاملات نقل الحرارة بالحمل الحراري مقارنة بخصائص المواد للسائل الأساسي.
التطبيق الشائع للسوائل النانوية هو استخدامها كمبرد أو مبرد. من خلال إضافة جزيئات النانو إلى المبردات التقليدية (مثل الماء والزيت وجلايكول الإيثيلين والبولي ألفوليفين وما إلى ذلك) ، يتم تحسين الخصائص الحرارية للمبردات التقليدية.
الخالط بالموجات فوق الصوتية UP400St لإنتاج السوائل النانوية
- سوائل التبريد / نقل الحرارة
- مواد التشحيم
- تطبيق الطب الحيوي
صنع السوائل النانوية باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية
يمكن أن تتأثر البنية المجهرية للسوائل النانوية وتتلاعب بها من خلال تطبيق أنسب تقنيات التجانس ومعلمات المعالجة. وقد ثبت التشتت بالموجات فوق الصوتية كتقنية عالية الكفاءة وموثوقة لإعداد السوائل النانوية. تستخدم المشتتات بالموجات فوق الصوتية في البحث والصناعة لتوليف الجسيمات النانوية وطحنها وتفريقها وتجانسها بتوحيد عال وتوزيع ضيق لحجم الجسيمات. تشمل معلمات العملية لتوليف السوائل النانوية مدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، والسعة فوق الصوتية ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، والحموضة. Futhermore ، أنواع وتركيزات المواد المتفاعلة والمواد المضافة وكذلك الترتيب الذي تضاف به المواد المضافة إلى المحلول ، هي عوامل مهمة.
من المعروف أن خصائص الموائع النانوية تعتمد بشدة على بنية وشكل المواد النانوية. لذلك ، فإن الحصول على هياكل مجهرية يمكن التحكم فيها للسوائل النانوية هو العامل الرئيسي الذي يساهم في وظائف وجودة الموائع النانوية. يعد استخدام معلمات الموجات فوق الصوتية المحسنة مثل السعة والضغط ودرجة الحرارة ومدخلات الطاقة (Ws / mL) هو المفتاح لإنتاج سائل نانوي مستقر وموحد عالي الجودة. يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية بنجاح على إزالة التكتل وتفريق الجسيمات إلى جسيمات نانوية واحدة مشتتة. مع حجم الجسيمات الأصغر ، تزداد الحركة البراونية (السرعة البراونية) وكذلك تفاعلات الجسيمات والجسيمات وتؤدي إلى سوائل نانوية أكثر استقرارا. الموجات فوق الصوتية Hielscher تسمح بالتحكم الدقيق في جميع معلمات المعالجة الهامة، ويمكن أن تعمل بشكل مستمر في السعات العالية (24/7/365) وتأتي مع بروتوكول البيانات التلقائي لتقييم سهل لجميع يدير صوتنة.
السيليكا ذات الحجم النانوي المشتتة بالموجات فوق الصوتية
Sonication تحسين استقرار السوائل النانوية
بالنسبة للسوائل النانوية ، لا يؤدي تكتل الجسيمات النانوية إلى تسوية وانسداد القنوات الدقيقة فحسب ، بل يؤدي أيضا إلى تقليل التوصيل الحراري للسوائل النانوية. يتم تطبيق التكتل بالموجات فوق الصوتية والتشتت على نطاق واسع في علوم المواد والصناعة. Sonication هي تقنية مجربة لإعداد تشتت نانو مستقر مع توزيع موحد للجسيمات النانوية واستقرار كبير. ولذلك، Hielscher المشتتات بالموجات فوق الصوتية هي التكنولوجيا المفضلة، عندما يتعلق الأمر بإنتاج السوائل النانوية.
السوائل النانوية المنتجة بالموجات فوق الصوتية في البحث
وقد حققت البحوث آثار الموجات فوق الصوتية والمعلمات بالموجات فوق الصوتية على خصائص السوائل النانوية. اقرأ المزيد عن النتائج العلمية حول إعداد السوائل النانوية بالموجات فوق الصوتية.
تأثيرات الموجات فوق الصوتية على إعداد الموائع النانوية Al2O3
وجد نوروزي وآخرون (2014) أن في “تركيز جسيمات أعلى، كان هناك تعزيز أكبر للانتشار الحراري للسوائل النانوية الناتجة عن الصوتيات. وعلاوة على ذلك، تم الحصول على قدر أكبر من الاستقرار وتعزيز الانتشار الحراري عن طريق صوتنة الموائع النانوية بمسبار صوتي ذو قدرة أعلى قبل القياس.” كان تعزيز الانتشار الحراري أكبر بالنسبة للجسيمات غير النانوية الأصغر حجمًا. ويرجع ذلك إلى أن الجسيمات الأصغر حجمًا لها مساحة سطح فعالة أعلى إلى نسب الحجم. وبالتالي، ساعدت الجسيمات الأصغر حجمًا في تكوين سائل نانوي مستقر، وأدى الصوتنة باستخدام مسبار فوق صوتي إلى تأثير كبير على الانتشار الحراري. (نوروزي وآخرون 2014)
تعليمات خطوة بخطوة لإنتاج السوائل النانوية المائية Al2O3-المياه بالموجات فوق الصوتية
أولا ، قم بوزن كتلة الجسيمات النانوية Al2O3 بواسطة ميزان إلكتروني رقمي. ثم ضع الجسيمات النانوية Al2O3 في الماء المقطر الموزون تدريجيا وقم بتحريك خليط الماء Al2O3. قم بتزوير الخليط بشكل مستمر لمدة 1 ساعة باستخدام جهاز من نوع المسبار بالموجات فوق الصوتية UP400S (400 واط ، 24 كيلو هرتز ، انظر الصورة. يسار) لإنتاج تشتت موحد للجسيمات النانوية في الماء المقطر. يمكن تحضير الموائع النانوية بكسور مختلفة (0.1٪ و 0.5٪ و 1٪). ليست هناك حاجة إلى تغييرات في الفاعل بالسطح أو درجة الحموضة. (أصفهاني وآخرون ، 2013)
سوائل ZnO النانوية المائية المضبوطة بالموجات فوق الصوتية
يذكر إلجي أوغلو وآخرون (2021) في دراستهم العلمية أن “تعد الموجات فوق الصوتية عملية ضرورية للتشتت السليم للجسيمات النانوية في السائل الأساسي والثبات، وكذلك للحصول على الخصائص المثلى للتطبيقات في العالم الحقيقي.” واستخدموا جهاز الموجات فوق الصوتية UP200Ht لإنتاج موائع نانوية من الزنك/الماء. وكان للصوتنة تأثيرات واضحة على التوتر السطحي لسائل الزنك النانوي المائي. وتوصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أن التوتر السطحي وتكوين الأغشية النانوية وغيرها من الميزات ذات الصلة لأي سائل نانوي يمكن ضبطها وضبطها في ظل ظروف الموجات فوق الصوتية المناسبة.
- كفاءة عالية
- تشتت موثوق للجسيمات النانوية
- أحدث التقنيات
- قابل للتكيف مع التطبيق الخاص بك
- 100٪ خطي قابل للتطوير بأي سعة
- متاح بسهولة
- فعالة من حيث التكلفة
- آمنة وسهلة الاستخدام
المجانسات بالموجات فوق الصوتية لإنتاج السوائل النانوية
Hielscher Ultrasonics تصميم وتصنيع وتوزيع المشتتات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لجميع أنواع تطبيقات التجانس وإزالة التكتل. عندما يتعلق الأمر بإنتاج السوائل النانوية ، فإن التحكم الدقيق في الصوتنة والمعالجة بالموجات فوق الصوتية الموثوقة لتعليق الجسيمات النانوية أمر بالغ الأهمية.
Hielscher Ultrasonics’ تمنحك المعالجات تحكمًا كاملاً في جميع معلمات المعالجة المهمة مثل مدخلات الطاقة وشدة الموجات فوق الصوتية والسعة والضغط ودرجة الحرارة ووقت الاستبقاء. وبالتالي، يمكنك ضبط المعلمات على الظروف المثلى، مما يؤدي لاحقًا إلى سوائل نانوية عالية الجودة.
- لأي حجم؟ السعة: Hielscher يقدم الموجات فوق الصوتية ومجموعة واسعة من الملحقات. هذا يسمح لتكوين نظام الموجات فوق الصوتية المثالي لتطبيقك وقدرتك الإنتاجية. من قوارير صغيرة مع ملليلتر إلى تيارات كبيرة الحجم من آلاف الجالونات في الساعة، Hielscher يقدم الحل بالموجات فوق الصوتية المناسبة لعمليتك.
- متانه: أنظمتنا بالموجات فوق الصوتية قوية وموثوقة. تم بناء جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher لعملية 24/7/365 وتتطلب القليل جدا من الصيانة.
- سهولة الاستخدام: يسمح البرنامج المتقن لأجهزتنا بالموجات فوق الصوتية بالاختيار المسبق وحفظ إعدادات الصوتنة للحصول على صوتنة بسيطة وموثوقة. يمكن الوصول إلى القائمة البديهية بسهولة عبر شاشة رقمية ملونة تعمل باللمس. يتيح لك التحكم في المتصفح عن بعد التشغيل والمراقبة عبر أي متصفح إنترنت. يحفظ التسجيل التلقائي للبيانات معلمات العملية لأي صوتنة تعمل على بطاقة SD مدمجة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا؟ اسألنا!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
المؤلفات؟ المراجع
- Noroozi, Monir; Radiman, Shahidan; Zakaria Azmi (2014): Influence of Sonication on the Stability and Thermal Properties of Al2O3 Nanofluids. Journal of Nanomaterials 2014.
- Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.
- Asadi, Amin; Ibrahim M. Alarifi (2020): Effects of ultrasonication time on stability, dynamic viscosity, and pumping power management of MWCNT-water nanofluid: an experimental study. Scientific Reports 2020.
- Adio, Saheed A.; Sharifpur, Mohsen; Meyer, Josua P. (2016): Influence of ultrasonication energy on the dispersion consistency of Al2O3–glycerol nanofluid based on viscosity data, and model development for the required ultrasonication energy density. Journal of Experimental Nanoscience Vol. 11, No. 8; 2016. 630-649.
- Jan, Ansab; Mir, Burhan; Mir, Ahmad A. (2019): Hybrid Nanofluids: An Overview of their Synthesis and Thermophysical properties. Applied Physics 2019.
- Elcioglu, Elif Begum; Murshed, S.M. Sohel (2021): Ultrasonically tuned surface tension and nano-film formation of aqueous ZnO nanofluids. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 72, April 2021.
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من جهاز الموجات فوق الصوتية للمختبر المضغوط على الوحدات ذات المقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.