Karbon Nanoboruların 3D Çap Mürəkkəblərində Dispersiyası
3D çap edilə bilən mürəkkəblərdə CNT-lərin vahid dispersiyası mürəkkəbin xüsusiyyətlərini artıra və müxtəlif sahələrdə yeni tətbiqlərə imkan verə bilər. Prob tipli ultrasəsləşdirmə polimerlərdə CNT-lərin sabit nanosuspenziyalarını istehsal etmək üçün yüksək etibarlı dispersiya üsuludur.
Sonication səbəbiylə Polimerlərdə Effektiv və Sabit CNT Dispersiyası
Karbon nanoboruları (CNTs) nadir xassələrinə görə tez-tez müxtəlif tətbiqlər üçün silisium yağlarında səpələnir. Silikon yağlarda CNT-lərin dispersiyası yaranan materialların mexaniki, istilik və elektrik xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilər. Belə tətbiqlərdən biri, keçirici 3D çap edilə bilən mürəkkəblər üçün CNT qatqılı polimerlərin istehsalıdır, məsələn, taxıla bilən toxunma sensorlarının, xəstə üçün xüsusi toxuma bərpası skafoldlarının və çevik EKQ və EEG elektrodlarının bio-əsaslı əlavə istehsalı üçün.
Bundan əlavə, silikon yağlarda yayılmış CNT-lər çevik displeylər və sensorlar kimi elektron cihazlarda keçirici mürəkkəblər kimi istifadə edilə bilər. CNT-lər elektrik cərəyanının axmasına imkan verən keçirici yollar kimi çıxış edir.
Sənaye daxili dispersiya üçün sənaye gücü ultrasəs sistemi: Yüksək performanslı ultrasəs cihazları polimerlərdə CNT kimi nanodispersiyaların istehsalı üçün etibarlı və yüksək səmərəli daxili qarışdırma sistemləridir.
Ultrasonik CNT/Polimer Dispersiyasının üstünlükləri
Ultrasonication bir sıra üstünlükləri ilə gələn çox səmərəli dispers texnikadır. Polimerlərdə karbon nanoborucuqlarının (CNTs) ultrasəs dispersiyasının üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:
Daxili həll prosesləri üçün ultrasəs sənaye sistemi, məsələn, karbon nanoborucuqlarının polimer formulalarına vahid dispersiyası.
CNT/PDMS Kompozitlərinin Ultrasəs İstehsalı üçün Ümumi Protokol
Ultrasonication polimerlərdə çoxsaylı nano ölçülü materialların yayılması üçün istifadə olunur. Xüsusi və tez-tez istifadə olunan bir tətbiq, prob tipli sonikasiyadan istifadə edərək dimetilpolisiloksanda (PDMS) karbon nanoboruların (CNTs) yayılmasıdır. CNT-ləri PDMS matrisinə səpmək üçün güc ultrasəsi və akustik kavitasiyanın nəticə effektləri nanoborucuqları açmaq və onları bərabər şəkildə nanosuspenziyaya qarışdırmaq üçün istifadə olunur. Zond tipli sonikasiya, yığılmış CNT-ləri effektiv şəkildə parçalaya və dağıta bilən sıx kavitasiya qüvvələri yaratmaq qabiliyyətinə görə CNT-ləri dağıtmaq üçün güclü bir üsuldur.
Ultrasəs dispersiyası heç bir xüsusi əvvəlcədən və ya sonrakı müalicə tələb edən sadə bir emal mərhələsidir. Ultrasəs avadanlığının özü təhlükəsiz və istifadəsi asandır.
Zond tipli sonikasiyadan istifadə edərək dispersiya prosesi adətən aşağıdakı addımları əhatə edir:
- CNT-PDMS qarışığının hazırlanması: PDMS matrisinə əvvəlcədən müəyyən edilmiş miqdarda CNT əlavə edilir və mexaniki qarışdırıcıdan istifadə edərək əvvəlcədən qarışdırılır. Maraqlıdır ki, CNT-ləri bir həlledicidə əvvəlcədən dağıtmaqla elektrik keçiriciliyi artırıla bilər. Ən yaxşı nəticələr tetrahidrofuran (THF), aseton və ya xloroformla əldə edilir (ən yaxşı nəticələrə görə sıralanır).
- Prob tipli sonikasiya: Qarışıq adətən təqribən bir tezlik ilə ultrasəs dalğaları yaradan yüksək intensivlikli ultrasəs zondundan istifadə edərək zond tipli sonikasiyaya məruz qalır. 20 kHz. Həcmi və formulasiyasından asılı olaraq, sonikasiya adətən CNT-lərin tam dağılmasını təmin etmək üçün bir neçə dəqiqə ərzində həyata keçirilir.
- Dispersiyaya nəzarət: CNT-lərin dispersiyası skan edən elektron mikroskopiya (SEM), ötürücü elektron mikroskopiya (TEM) və ya UV-Vis spektroskopiyası kimi üsullardan istifadə etməklə izlənilir. Bu üsullar PDMS matrisi daxilində CNT-lərin paylanmasını vizuallaşdırmaq və CNT-lərin bərabər şəkildə dağılmasını təmin etmək üçün istifadə edilə bilər.
Xülasə, prob tipli sonikasiya, yığılmış CNT-ləri effektiv şəkildə parçalaya və dağıta bilən sıx kavitasiya qüvvələri yaratmaq qabiliyyətinə görə PDMS kimi polimerlərdə CNT-ləri dağıtmaq üçün güclü bir üsuldur.
CNT/Polimer Kompozitlərinin Ultrasonik İstehsalına dair Case Studies
Zond tipli ultrasəsdən istifadə edərək nanoboruların və digər karbon əsaslı nanomaterialların dispersiyası geniş şəkildə tədqiq edilmiş və sonradan sənaye istehsalına tətbiq edilmişdir. Aşağıda biz ultrasəs nanoboru dispersiyasının müstəsna səmərəliliyini nümayiş etdirən bir neçə tədqiqat işini təqdim edirik.
Geyilə bilən sensorlar üçün PDMS-də CNT-lərin ultrasəs dispersiyası
Del Bosque və başqaları. (2022) CNT dispersiyasının effektivliyi üçün üç rulonlu frezeleme və sonikasiyanı müqayisə etdi. Nanohissəciklərin polimer matrisinə dispersiya prosedurunun təhlili göstərir ki, ultrasəs texnikası kavitasiya qüvvələrinin yaratdığı CNT paylanmasının daha yüksək homojenliyinə görə üç rulonlu freze ilə müqayisədə daha yüksək elektrik həssaslığı təmin edir. Müxtəlif CNT yüklərinin sınaqdan keçirilməsi, CNT-PDMS sisteminin süzülmə həddinin, yəni onun elektrik keçirici hala gəldiyi kritik CNT məzmununun 0,4 wt% CNT olduğu aşkar edilmişdir. Çox Divarlı Karbon Nanoborular (MWCNTs) Hielscher ultrasəs cihazı UP400ST (soldakı şəklə bax) istifadə edərək ultrasəslə 0,5 impuls dövründə və 50% amplituda 2 saat ərzində səpələnmişdir. Sonikasiya müddəti ərzində ultrasəs dispersiyasının təsirləri aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Bu təhlilə əsasən, geyilə bilən sensorların istehsalı üçün optimal şərtlər ultrasəs prosesi vasitəsilə 0,4 wt.% CNT olaraq seçilmişdir. Bu baxımdan, ardıcıl yük dövrləri altında elektrik reaksiyasının təhlili, 2%, 5% və 10% gərginlikdə heç bir zədə olmadan hazırlanmış sensorların yüksək möhkəmliyini göstərdi ki, bu da bu sensorları orta gərginliyin monitorinqi üçün etibarlı edir.
Müxtəlif sonikasiya vaxtlarında ultrasəs cihazı UP400St istifadə edərək PDMS-də MWCNT-lərin ultrasəs dispersiyası.
(Tədqiqat və şəkil: ©del Bosque et al., 2022)
CNT/Polimer Nanokompozitlər üçün Yüksək Performanslı Ultrasəs Dispersinq Avadanlığı
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tezgah üstü və sənayedə tələb olunan dispersiya tətbiqləri üçün yüksək güclü ultrasəs zondları istehsal edir. Hielscher Ultrasonics disperserləri həlledicilərdə, polimerlərdə və kompozitlərdə nanomaterialların səmərəli və dəqiq homojenləşməsini və dispersiyasını təmin edir.
Qabaqcıl ultrasəs texnologiyası ilə bu disperserlər vahid hissəcik ölçüsü paylanmasına, sabit dispersiyaya və/və ya nanohissəciklərin funksionallaşdırılmasına nail olmaq üçün tez və asan həll təklif edir.
Ultrasəs zondu dispersatorları emal vaxtını azaltmaqla və enerji istehlakını minimuma endirməklə məhsuldarlığı artıra və müxtəlif sənaye sahələrində müəssisələr üçün əməliyyat xərclərini azalda bilər.
Hielscher ultrasəs cihazları, həmçinin bir sıra zond ölçüləri, gücləndirici buynuzlar, güc səviyyələri və axın hüceyrələri üçün seçimlərlə xüsusi tələblərə uyğunlaşdırıla bilər ki, bu da onları çox yönlü və müxtəlif nano-formulyasiyalara və həcmlərə uyğunlaşdırmağa imkan verir.
Ümumilikdə, ultrasəs zond dispersatorları nanomaterialların emalı iş axınlarını optimallaşdırmaq və ardıcıl, etibarlı nəticələr əldə etmək istəyən laboratoriyalar və sənayelər üçün əla investisiyadır.
Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən etibarlı şəkildə idarə olunur.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 0,5 - 1,5 ml | na | VialTweeter | 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| 15-150 l | 3 ilə 15 L/dəq | UIP6000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiya və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Sənaye emal üçün ultrasəs toplu reaktor, məsələn, əlavələr istehsalı üçün 3D çap edilə bilən mürəkkəblər üçün CNT və digər nanodoldurucuları polimerlərə daxil etmək.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Kim, J., Hwang, JY., Hwang, H. et al. (2018): Simple and cost-effective method of highly conductive and elastic carbon nanotube/polydimethylsiloxane composite for wearable electronics. Scientific Reports 8, 1375 (2018).
- Lima, Márcio; Andrade, Mônica; Skákalová, Viera; Bergmann, Carlos; Roth, Siegmar (2007): Dynamic percolation of carbon nanotubes in liquid medium. Journal of Materials Chemistry 17, 2007. 4846-4853.
- Shar, A., Glass, P., Park, S. H., Joung, D. (2023): 3D Printable One-Part Carbon Nanotube-Elastomer Ink for Health Monitoring Applications. Advanced Functional Materials 33, 2023.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.