Yüksək güclü ultrasonikasiya, hissəcik aqlomeratlarını səmərəli və etibarlı şəkildə parçalaya bilər və hətta əsas hissəcikləri parçalaya bilər. Yüksək performanslı dispersiya performansı səbəbindən, homojen nanohissəcik süspansiyonları yaratmaq üçün sonda tipli ultrasonikatorlar üstünlük verilən üsul kimi istifadə olunur.

Ultrasonication tərəfindən Etibarlı Nanohissəcik Dispersiyası

Bir çox sənaye, nanohissəciklər yüklənmiş süspansiyonların hazırlanmasını tələb edir. Nanohissəciklər hissəcik ölçüsü 100nm -dən az olan qatı maddələrdir. Nanohissəciklər kiçik hissəcik ölçüsünə görə müstəsna güc, sərtlik, optik xüsusiyyətlər, sünilik, UV müqaviməti, keçiricilik, elektrik və elektromaqnit (EM) xassələri, korroziyaya qarşı müqavimət, cızıqlara qarşı müqavimət və digər qeyri-adi xüsusiyyətlər kimi bənzərsiz xüsusiyyətləri ifadə edir.
Yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəs, kəsmə qüvvələri, çox yüksək təzyiq və temperatur fərqləri və turbulanslar kimi ekstremal şərtlərlə xarakterizə olunan sıx akustik kavitasiya yaradır. Bu kavitasiya qüvvələri hissəciklər arasında toqquşmalara səbəb olan hissəcikləri sürətləndirir və nəticədə hissəciklərin parçalanmasına səbəb olur. Nəticədə, dar bir hissəcik ölçüsü əyrisi və vahid paylanması olan nano quruluşlu materiallar əldə edilir.
Ultrasonik dispersiya avadanlığı, aşağıdan çox yüksək viskoziteye malik olan hər cür nanomaterialları suda və üzvi həlledicilərdə işlətmək üçün uyğundur.

Karbon Nanotüplərinin Ultrasonik Dispersiyası

Ultrasonik disperserlər karbon nanotüplərini (CNT) dağıtmaq məqsədi ilə geniş istifadə olunur. Sonikasiya, tək divarlı karbon nanotüpləri (SWCNTs), eləcə də çox divarlı karbon nanotüpləri (MWCNTs) ayırmaq və dağıtmaq üçün etibarlı bir üsuldur. Məsələn, yüksək keçirici termoplastik polimer istehsal etmək üçün yüksək saflığa malik (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; xarici diametri 9.5 nm; saflıq 95 +%) Hielscher UP200S ilə 30 dəqiqə ultrasəslə dağılmışdır. otaq temperaturunda. Ultrasonik olaraq dağılmış Nanocyl® 3100 MWCNTs, epoksi qatranındakı ağ/ağ% 1 konsentrasiyasında təxminən təxminən üstün bir keçiricilik göstərdi. 1.5 × 10-2 S /m.

Nikel Nanohissəciklərin Ultrasonik Dispersiyası

Nikel nanohissəcikləri ultrasəslə əlaqəli hidrazinin azaldılması sintezi ilə uğurla istehsal edilə bilər. Hidrazin azaldılması sintezi marşrutu, nikel xloridin hidrazinlə kimyəvi şəkildə azaldılması yolu ilə sferik formalı saf metal nikel nanohissəcik hazırlamağa imkan verir. Adamın tədqiqat qrupu ultrasəs dalğasını nümayiş etdirdi – istifadə edərək Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – tətbiq olunan temperaturdan asılı olmayaraq orta əsas kristalit ölçüsünü (7-8 nm) saxlaya bildi, sıx və qısa sonikasiya dövrlərinin istifadəsi ikincil, yığılmış hissəciklərin solvodinamik diametrlərini 710 nm -dən 190 nm -ə qədər azalda bilərdi. hər hansı bir səthi aktiv maddənin. Ən yüksək turşuluq və katalitik aktivlik yumşaq (30 Vt güc) və davamlı ultrasəs müalicəsi ilə hazırlanan nanohissəciklər üçün ölçüldü. Nanohissəciklərin katalitik davranışı ənənəvi və ultrasəs üsulları ilə hazırlanmış beş nümunə üzərində Suzuki-Miyaura çarpaz birləşmə reaksiyasında sınaqdan keçirilmişdir. Ultrasonik şəkildə hazırlanan katalizatorlar ümumiyyətlə daha yaxşı çıxış edir və ən yüksək katalitik aktivlik aşağı güclü (30 W) davamlı sonication altında hazırlanmış nanohissəciklər üzərində ölçülürdü.
Ultrasəs müalicəsi nanohissəciklərin birləşmə meylinə çox böyük təsir göstərdi: güclü kütlə ötürülməsi ilə məhv edilmiş kavitasiya boşluqlarının defraqmentasiya təsiri dağıdılmış kavitasiya boşluqlarının cazibədar elektrostatikini aşa bilər, güclü kütlə ötürülməsi cazibədar elektrostatik və van derin öhdəsindən gələ bilər. Hissəciklər arasında qüvvələr əmələ gəlir.
(bax Adam et al. 2020)

Wollastonite Nanohissəciklərinin Ultrasonik Sintezi

Wollastonite, CaSiO3 kimyəvi formulu olan bir kalsium inosilikat mineraldır Wollastonite, inşaat sənayesində sement, şüşə, kərpic və kafel istehsalı üçün komponent olaraq, polad tökmə axını və istehsalında əlavə olaraq istifadə olunur. boyalar və örtüklər. Məsələn, wollastonite möhkəmləndirmə, sərtləşmə, aşağı yağ emilimi və digər inkişafları təmin edir. Vollastonitin mükəmməl möhkəmləndirici xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün nano miqyaslı deagglomerasiya və vahid dispersiya vacibdir.
Dordane və Doroodmand (2021), araşdırmalarında, ultrasonik dispersiyanın vollastonit nanohissəciklərinin ölçüsünü və morfologiyasını əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən çox əhəmiyyətli bir faktor olduğunu nümayiş etdirdi. Wollastonite nano-dispersiyasına sonikasiyanın töhfəsini qiymətləndirmək üçün tədqiqat qrupu yüksək güclü ultrasoniklərin tətbiqi ilə və olmadan wollastonite nanohissəciklərini sintez etdi. Tədqiqatçılar sonikasiya sınaqları üçün Ultrasonik prosessor UP200H (Hielscher Ultrasonics) 24 kHz tezliyi ilə 45.0 dəqiqə. Ultrasonik nano-dispersiyanın nəticələri aşağıda göstərilən yüksək qətnaməli SEM-də göstərilmişdir. SEM görüntüsü, ultrasonik müalicədən əvvəl vollastonit nümunəsinin toplandığını və toplandığını aydın şəkildə göstərir; UP200H ultrasonicator ilə sonication sonra wollastonite hissəciklərin orta ölçüsü təxminən. 10nm. Tədqiqat göstərir ki, ultrasəs dispersiyası vollastonit nanohissəciklərini sintez etmək üçün etibarlı və səmərəli bir texnikadır. Ortalama nanohissəciklərin ölçüsü ultrasəs emal parametrlərini tənzimləməklə idarə oluna bilər.
(bax: Dordane və Doroodmand, 2021)

Wollastonite nanohissəciklərinin (A) ultrasəsdən əvvəl və sonra (B) SEM görüntüləri Ultrasonik Processor UP200H 45.0 dəq.
Tədqiqat və şəkil: © Dordane və Doroodmand, 2021.

Ultrasonik Nanofiller Dispersiyası

Sonikasyon, nanofillerləri maye və çamurlarda, məsələn polimerlər, epoksi qatranlar, sərtləşdiricilər, termoplastiklər və s. Dağıtmaq və dağıtmaq üçün çox yönlü bir üsuldur.&D və sənaye istehsalı.
Zanghellini və s. (2021) epoksi qatranındakı nanofillerlər üçün ultrasəs dispersiyası texnikasını araşdırdı. O, sonikasiyanın nanofillerlərin kiçik və yüksək konsentrasiyalarını polimer matrisə səpə bildiyini nümayiş etdirə bilər.
Müxtəlif formulasiyalarla müqayisədə, ağırlıq% 0,5 oksidləşdirilmiş CNT, bütün sonikasiya edilmiş nümunələrin ən yaxşı nəticələrini göstərdi, bu da aqlomeratların əksəriyyətinin üç silindrli dəyirman istehsalı nümunələri ilə müqayisə edilə bilən bir aralığdakı ölçü paylamalarını ortaya qoydu, sertleştiriciyə yaxşı bir bağlama, çöküntüyə qarşı sabitliyə və buna görə də uyğun uzunmüddətli sabitliyə işarə edən dispersiya içərisindəki perkolasiya şəbəkəsi. Daha yüksək doldurucu miqdarı oxşar yaxşı nəticələr göstərdi, eyni zamanda bir qədər böyük aqlomeratların olduğu kimi daha aydın daxili şəbəkələrin meydana gəlməsini də göstərdi. Hətta karbon nanofiberləri (CNF) də sonikasiya ilə uğurla dağıtmaq olar. Əlavə həlledicilər olmadan sertleştirici sistemlərdə nanofillerin ABŞ-ın birbaşa dispersiyası uğurla əldə edildi və beləliklə, sənaye istifadəsi potensialına malik sadə və düz bir dispersiya üçün tətbiq olunan bir üsul olaraq görülə bilər. (bax: Zanghellini və digərləri, 2021)

Zond tipli ultrasonikləşdirmə istifadə edərək sertleştiriciyə səpələnmiş müxtəlif nanofillerlərin müqayisəsi): (a) ağırlıq% 0,5 karbon nanofiber (CNF); (b) ağırlıq% 0,5 CNToxid; (c) ağırlıq% 0,5 karbon nanotüp (CNT); (d) ağırlıq% 0,5 CNT yarı dağılmış.
Tədqiqat və şəkil: © Zanghellini et al., 2021

Nanohissəciklərin ultrasəs dispersiyası – Üstünlük üçün elmi cəhətdən sübut edilmişdir

Araşdırmalar göstərir ki, ultrasəs dispersiyası mayelərdə yüksək konsentrasiyada belə nanohissəcikləri parçalamaq və dağıtmaq üçün üstün üsullardan biridir. Məsələn, Vikash (2020), Hielscher ultrasonik disperser UP400S istifadə edərək, viskoz mayelərdə yüksək nano-silika yüklərinin dağılmasını araşdırdı. Araşdırmasında "nanohissəciklərin sabit və vahid dispersiyasına viskoz mayelərdə yüksək bərk yükləmə şəraitində ultra sonikasiya cihazı istifadə etməklə nail olmaq olar" qənaətinə gəlir. [Vikash, 2020]

Nanohissəciklərin Dispersiyası üçün Yüksək Performanslı Ultrasonik Prosessorlar

Hielscher Ultrasonics, laboratoriya və pilotdan tam sənaye sistemlərinə qədər etibarlı yüksək performanslı ultrasəs avadanlıqları üçün etibarlı təchizatçınızdır. Hielscher Ultrasonikası’ Cihazlar inkişaf etmiş bir aparata, ağıllı proqrama və üstün istifadəçi dostluğuna malikdir – Almaniyada dizayn və istehsal. Hielscher -in dispersiya, deaqlomerasiya, nanohissəciklərin sintezi və funksionalizasiyası üçün güclü ultrasəs maşınları 7/24/365 tam yük altında işlədilə bilər. Prosesinizdən və istehsal sahənizdən asılı olaraq, ultrasəs cihazlarımız toplu və ya davamlı xətdə rejimdə işləyə bilər. Sonotrodlar (ultrasəs probları), gücləndirici buynuzlar, axın hüceyrələri və reaktorlar kimi müxtəlif aksesuarlar asanlıqla mövcuddur.
Ultrasonik nano-dispersiya sistemlərimiz üçün daha çox texniki məlumat, elmi araşdırma, protokol və qiymət almaq üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın! Yaxşı təlim keçmiş, uzun təcrübəli işçilərimiz sizinlə nano tətbiqinizi müzakirə etməkdən məmnun olacaqlar!

Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir: