Hielscher Ultrasonics
يسعدنا مناقشة عمليتك.
اتصل بنا: +49 3328 437-420
راسلنا بالبريد الإلكتروني: [email protected]

تشتيت الأنابيب النانوية الكربونية (CNT) بالموجات فوق الصوتية

الأنابيب النانوية الكربونية قوية ومرنة، لكنها شديدة التماسك فيما بينها. ويصعب تشتيتها في السوائل، مثل الماء والإيثانول والزيت والبوليمر أو راتنج الإيبوكسي. وتُعد الموجات فوق الصوتية طريقة فعالة للحصول على أنابيب نانوية كربونية منفصلة – مشتتة بشكل فردي.

تُستخدم الأنابيب النانوية الكربونية (CNT) في المواد اللاصقة والطلاءات والبوليمرات، وكمواد مالئة موصلة للكهرباء في البلاستيك لتبديد الشحنات الساكنة في المعدات الكهربائية وفي ألواح هياكل السيارات القابلة للطلاء الكهروستاتيكي. وباستخدام الأنابيب النانوية، يمكن جعل البوليمرات أكثر مقاومة لدرجات الحرارة والمواد الكيميائية القاسية والبيئات المسببة للتآكل والضغوط الشديدة والسحج. وهناك فئتان من الأنابيب النانوية الكربونية: الأنابيب النانوية أحادية الجدار (SWNT) والأنابيب النانوية متعددة الجدران (MWNT).

طلب معلومات



جهاز تشتيت صناعي بالموجات فوق الصوتية لتوزيع CNTs توزيعًا متجانسًا في الماء أو المذيبات.

مجانس صناعي بالموجات فوق الصوتية UIP1500hdT لتشتيت الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) وغيرها من المواد النانوية.

المجانسات بالموجات فوق الصوتية فعالة وموثوقة لتشتيت الأنابيب النانوية الكربونية في الماء أو المذيبات العضوية.تتوفر الأنابيب النانوية الكربونية عادةً في صورة مادة جافة، على سبيل المثال من شركات مثل SES Research أو CNT Co., Ltd. ويلزم إجراء بسيط وموثوق وقابل للتوسع لتفكيك التكتلات، من أجل الاستفادة من الأنابيب النانوية بأقصى إمكاناتها. وبالنسبة إلى السوائل التي تصل لزوجتها إلى 100,000cP، تُعد الموجات فوق الصوتية تقنية فعالة للغاية لتشتيت الأنابيب النانوية في الماء أو الزيت أو البوليمرات بتركيزات منخفضة أو مرتفعة. فالتيارات النفاثة السائلة الناتجة عن التجويف بالموجات فوق الصوتية، تتغلب على قوى الترابط بين الأنابيب النانوية وتفصل الأنابيب بعضها عن بعض. وبفضل قوى القص والاضطرابات الدقيقة المتولدة بالموجات فوق الصوتية، يمكن للموجات فوق الصوتية أيضًا أن تساعد في طلاء أسطح الأنابيب النانوية وفي تفاعلها الكيميائي مع مواد أخرى.

المعالجة بالموجات فوق الصوتية إجراء فعال بنتائج قابلة للتكرار لفك تشابك الأنابيب النانوية الكربونية في الماء أو المذيبات العضوية.عمومًا، يُخلط مشتت أولي خشن للأنابيب النانوية مسبقًا باستخدام مقلب قياسي، ثم يُجانس في مفاعل خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية. ويعرض الفيديو أدناه تجربة مختبرية (معالجة بالموجات فوق الصوتية على دفعات باستخدام جهاز UP400S) لتشتيت الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران في الماء بتركيز منخفض. وبسبب الطبيعة الكيميائية للكربون، فإن تشتيت الأنابيب النانوية في الماء صعب نسبيًا. وكما يظهر في الفيديو، يمكن بسهولة إثبات قدرة المعالجة بالموجات فوق الصوتية على تشتيت الأنابيب النانوية بفعالية.

تشتيت الأنابيب النانوية الكربونية في الماء باستخدام UP400Sتشتيت الأنابيب النانوية الكربونية بالموجات فوق الصوتية: يشتّت جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP400S من Hielscher بقدرة 400W الأنابيب النانوية الكربونية CNTs ويفك تشابكها بسرعة وكفاءة إلى أنابيب نانوية منفردة.
تشتيت الأنابيب النانوية الكربونية بالموجات فوق الصوتية: يشتّت جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP400S من Hielscher بقدرة 400W الأنابيب النانوية الكربونية CNTs ويفك تشابكها بسرعة وكفاءة إلى أنابيب نانوية منفردة.
التشتيت بالموجات فوق الصوتية فعال للغاية في تشتيت المواد المالئة النانوية في البوليمرات وراتنجات الإيبوكسي.

مقارنة بين مواد مالئة نانوية مختلفة مشتتة في عامل تصلب باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية بواسطة مسبار): (a) ألياف نانوية كربونية (CNF) بنسبة 0.5 wt%؛ (b) CNToxid بنسبة 0.5 wt%؛ (c) أنابيب نانوية كربونية (CNT) بنسبة 0.5 wt%؛ (d) CNT مشتتة جزئيًا بنسبة 0.5 wt%.
الدراسة والصورة: ©Zanghellini et al., 2021

تشتيت الأنابيب النانوية أحادية الجدار (SWNTs) الفردية ذات الأطوال الكبيرة

تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في معالجة الأنابيب النانوية أحادية الجدار (SWNTs) ومناولتها في عدم قابليتها المتأصلة للذوبان في المذيبات العضوية الشائعة والماء. وغالبًا ما تؤدي إضافة مجموعات وظيفية إلى الجدار الجانبي للأنابيب النانوية أو أطرافها المفتوحة، لإنشاء سطح بيني مناسب بين SWNTs والمذيب، إلى تفكيك جزئي فقط لحزم SWNTs الشبيهة بالحبال.
ونتيجة لذلك، تُشتت SWNTs عادةً على هيئة حزم بدلًا من أنابيب فردية معزولة تمامًا. وعند استخدام ظروف شديدة القسوة أثناء التشتيت، تُقصّر SWNTs إلى أطوال تتراوح بين 80 و200nm. وعلى الرغم من أن ذلك مفيد لبعض الاختبارات، فإن هذا الطول قصير جدًا لمعظم التطبيقات العملية، مثل استخدام SWNTs كمواد شبه موصلة أو مواد تعزيز. وتُعد المعالجة اللطيفة والمضبوطة بالموجات فوق الصوتية (على سبيل المثال باستخدام UP200Ht مع سونوترود بقياس 40mm) إجراءً فعالًا لتحضير مشتتات مائية من SWNTs فردية طويلة. وتُقلل سلاسل المعالجة اللطيفة بالموجات فوق الصوتية من التقصير وتتيح الحفاظ على الخصائص البنيوية والإلكترونية إلى أقصى حد.

تنقية SWNT بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية بمساعدة البوليمر

طريقة بسيطة لإجراء تفاعل كيميائي بين الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار والمواد العضوية باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية. Koshio et al., 2001يصعب دراسة التعديل الكيميائي للأنابيب النانوية أحادية الجدار (SWNTs) على المستوى الجزيئي، بسبب صعوبة الحصول على SWNTs نقية. وتحتوي SWNTs كما نمت على العديد من الشوائب، مثل الجسيمات المعدنية والكربون غير المتبلور. وتُعد معالجة SWNTs بالموجات فوق الصوتية في محلول بولي(ميثيل ميثاكريلات) PMMA في أحادي كلورو البنزين (MCB)، ثم ترشيحها، طريقة فعالة لتنقية SWNTs. وتتيح طريقة التنقية هذه بمساعدة البوليمر إزالة الشوائب بفعالية من SWNTs كما نمت. (Yudasaka et al.) ويتيح التحكم الدقيق في سعة الموجات فوق الصوتية الحد من الضرر الذي يلحق بـ SWNTs.

توفر Hielscher مجموعة واسعة من أجهزة الموجات فوق الصوتية وملحقاتها لتشتيت الأنابيب النانوية بكفاءة.

اتصلوا بنا! / اسألونا!

اطلب مزيدًا من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية عن المعالجات بالموجات فوق الصوتية، وتشتيت CNT والسعر. يسعدنا مناقشة عملية معالجة الأنابيب النانوية لديكم معكم وتقديم نظام بالموجات فوق الصوتية يلبي متطلباتكم!







المراجع


موجات فوق صوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher النطاق الكامل، بدءًا من جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبري المدمج، مرورًا بالوحدات التي توضع على طاولة العمل، وصولًا إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل.

تصنع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية بأحجام تتراوح من الأحجام المختبرية إلى الأحجام الصناعية.

يسعدنا مناقشة عمليتك.

✕