Sonication ilə Sulu Süspansiyonda Dağılmış Nanodiamonds

Nanodiamond dispersiyaları ultrasəs dispersatorlarından istifadə etməklə səmərəli və tez istehsal olunur. Nanoalmazların ultrasəs deaqreqasiyası və dispersiyası sulu suspenziyada etibarlı şəkildə həyata keçirilə bilər. Ultrasəs dispersiya texnikası pH modifikasiyası üçün duzdan istifadə edir və bununla da sənaye miqyasında asanlıqla istifadə oluna bilən asan, ucuz və çirkləndiricisiz bir texnikadır.

Nanodiamonds Hielscher ultrasonicators istifadə edərək, səmərəli və etibarlı səpələnmiş ola bilər.

Nanodiamondların ultrasəs frezeleme və dispersiyası necə işləyir?

Ultrasonik dispersiya nanoalmazların özünü freze vasitəsi kimi istifadə edir. Yüksək güclü ultrasəs dalğalarının yaratdığı akustik kavitasiya yüksək sürətli maye axını yaradır. Bu maye axınları məhluldakı hissəcikləri (məsələn, almaz) sürətləndirir ki, hissəciklər 280 km/s sürətlə toqquşur və kiçik nano ölçülü hissəciklərə parçalanır. Bu, ultrasəs frezeleme və dispersiyanı asan, ucuz və çirkləndiricisiz bir texnika halına gətirir ki, bu da nanoalmazı geniş pH diapazonunda sulu kolloid məhlulda sabit olan nanoölçülü hissəciklərə etibarlı şəkildə deaglomerasiya edir. Duz (natrium xlorid) sulu məhlulda nanoalmazları sabitləşdirmək üçün istifadə olunur.

Ultrasonik Nanodiamond Frezeleme Excels Bead Mills

Zond tipli ultrasəs cihazları yüksək effektiv dəyirmanlardır və sənaye miqyasında nano almaz süspansiyonlarının geniş miqyaslı istehsalı üçün müəyyən edilmiş freze üsuludur. Ultrasəs dəyirmanları nanoalmazları frezeleme vasitəsi kimi istifadə etdiyindən, freze mühiti ilə, məsələn, sirkon muncuqlarından çirklənmənin qarşısı alınır. Bunun əvəzinə, ultrasəs kavitasiya qüvvələri hissəcikləri sürətləndirir ki, nanoalmazlar bir-biri ilə şiddətlə toqquşsunlar və vahid nanoölçüyə qədər parçalansınlar. Bu ultrasəs induksiyalı hissəciklərarası toqquşma vahid paylanmış nanodispersiyaların istehsalı üçün yüksək səmərəli və etibarlı üsuldur.
Ultrasəs dispersiya və deaggregation metodu, ultrasəs dispersiyanın pH tənzimlənməsi və sabitləşməsi üçün suda həll olunan, toksik olmayan və çirkləndirməyən natrium xlorid və ya saxaroza kimi əlavələrdən istifadə edir. Natrium xlorid və ya saxarozanın bu kristal strukturları əlavə olaraq frezeleme mühiti kimi çıxış edərək ultrasəs frezeleme prosedurunu dəstəkləyir. Frezeleme prosesi başa çatdıqda, bu əlavələr su ilə sadə bir durulama ilə asanlıqla çıxarıla bilər ki, bu da keramika muncuqları ilə müqayisədə əhəmiyyətli bir üstünlükdür. Attritorlar kimi ənənəvi muncuq frezeleme, aşınmış qalıqları son dispersiyanı çirkləndirən həll olunmayan keramika freze vasitələrindən (məsələn, toplar, muncuqlar və ya mirvarilər) istifadə edir. Frezeleme mühitinin yaratdığı çirklənmənin aradan qaldırılması mürəkkəb sonrakı emal tələb edir və həm vaxt aparan, həm də baha başa gəlir.

Ultrasəs dispersiya texnologiyası təsirli şəkildə dar hissəcik ölçüsü paylanması ilə sulu nanoalmaz süspansiyonlar istehsal edir.
(Tədqiqat və qrafika: ©Turcheniuk et al., 2016)

Ultrasonik Nanodiamond Dispersiyası üçün Nümunəvi Protokol

Suda Nanoalmazların Duzla Yardımlı Ultrasəs Deaqreqasiyası:
10 q natrium xlorid və 0,250 q nanoalmaz tozunun qarışığı çini məhlulu və pestle istifadə edərək qısa müddətə əl ilə əzilmiş və 5 mL DI su ilə birlikdə 20 ml şüşə flakona yerləşdirilmişdir. Hazırlanmış nümunə 60% çıxış gücündə və 50% iş dövründə 100 dəqiqə ərzində bir zond tipli ultrasəs cihazından istifadə edərək sonikasiya edilmişdir. Sonikasiyadan sonra nümunə iki 50 mL plastik Falcon sentrifuqa borusu arasında bərabər bölündü və distillə edilmiş suda 100 ml ümumi həcmə (2 × 50 mL) qədər səpildi. Daha sonra hər bir nümunə 10 dəqiqə ərzində 4000 rpm və 25°C-də Eppendorf sentrifuqası 5810-R istifadə edərək sentrifuqa edildi və şəffaf supernatant atıldı. Yaş ND çöküntüləri daha sonra distillə edilmiş suda (ümumi həcm 100 ml) yenidən dispers edildi və ikinci dəfə 12000 rpm və 25 °C-də 1 saat sentrifuqa edildi. Bir daha şəffaf supernatant atıldı və nəm nano almaz çöküntüləri yenidən səpələndi, bu dəfə xarakteristika üçün 5 mL distillə edilmiş suda. Standart AgNO3 analizi Cl-nin tam olmadığını göstərdi⁻ yuxarıda təsvir olunduğu kimi iki dəfə distillə edilmiş su ilə yuyulmuş duzlu ultrasəslə deaqreqasiya olunmuş nanoalmazlarda. Nümunələrdən suyun buxarlanmasından sonra ~200 mq və ya ilkin nanoalmaz kütləsinin 80%-i məhsuldarlıqla qara bərk nanoalmaz “çiplərinin” əmələ gəlməsi müşahidə edilmişdir. (aşağıdakı şəkilə baxın)
(müq. Turcheniuk və başqaları, 2016)

Qurudulmuş nümunə od ultrasəs dispers nanodiamonds.
(Tədqiqat və qrafika: ©Turcheniuk et al., 2016)

Nanodiamond Dispersiyaları üçün Yüksək Performanslı Ultrasonikatorlar

Hielscher Ultrasonics, nano almaz şlamlarının, cilalama vasitələrinin və nanokompozitlərin istehsalı kimi ağır yük tətbiqləri üçün yüksək performanslı ultrasəs frezeleme və dispersiya avadanlığını dizayn edir, istehsal edir və paylayır. Hielscher ultrasəs cihazları bütün dünyada nano-materialları sulu kolloid süspansiyonlara, polimerlərə, qatranlara, örtüklərə və digər yüksək performanslı materiallara yaymaq üçün istifadə olunur.
Hielscher ultrasəs disperserləri aşağıdan yüksək viskoziteye qədər emalda etibarlı və səmərəlidir. Giriş materiallarından və hədəflənmiş son hissəcik ölçüsündən asılı olaraq, optimal proses nəticələri üçün ultrasəs intensivliyi dəqiq şəkildə tənzimlənə bilər.
Özlü pastaları, nano-materialları və yüksək bərk konsentrasiyaları emal etmək üçün ultrasəs disperseri davamlı olaraq yüksək amplitüdlər istehsal edə bilməlidir. Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları tam yük altında davamlı əməliyyatda çox yüksək amplitüdlər verə bilər. 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7 əməliyyatda asanlıqla idarə oluna bilər. Ultrasəs dispersatorunu yüksək amplitüdlərdə idarə etmək və amplitudu dəqiq tənzimləmək seçimi yüksək doldurulmuş nano-şlamların, nano-gücləndirilmiş polimer qarışıqlarının və nanokompozitlərin optimal formalaşdırılması üçün ultrasəs proses şərtlərini uyğunlaşdırmaq üçün lazımdır.
Ultrasəs amplitudasından başqa, təzyiq digər çox vacib bir proses parametridir. Yüksək təzyiqlər altında ultrasəs kavitasiyasının intensivliyi və onun kəsici qüvvələri güclənir. Hielscher nin ultrasəs reaktorları bununla intensiv sonication nəticələri əldə təzyiq edilə bilər.
Prosesin monitorinqi və məlumatların qeydi prosesin davamlı standartlaşdırılması və məhsulun keyfiyyəti üçün vacibdir. Ultrasonik dispersiya prosesini izləmək və idarə etmək üçün ultrasəs generatoruna qoşula bilən təzyiq və temperatur sensorları naqil edir. Ultrasəs enerjisi (xalis + ümumi), temperatur, təzyiq və vaxt kimi bütün vacib emal parametrləri avtomatik protokollaşdırılır və daxili SD kartda saxlanılır. Avtomatik qeydə alınan proses məlumatlarına daxil olmaqla, siz əvvəlki sonikasiya işlərinə yenidən baxa və proses nəticələrini qiymətləndirə bilərsiniz.
Başqa bir istifadəçi dostu xüsusiyyət bizim rəqəmsal ultrasəs sistemlərimizin brauzerin uzaqdan idarə edilməsidir. Uzaqdan brauzer idarəetməsi vasitəsilə siz istənilən yerdən uzaqdan ultrasəs prosessorunuzu işə sala, dayandıra, tənzimləyə və nəzarət edə bilərsiniz.
Frezeleme və nano-dispersiyalar üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorlarımız haqqında daha çox öyrənmək üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın!
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir: