Ultrasonikasiya ilə Uniformly Dispersed CNTs
Karbon nanoborucuqlarının (CNTs) müstəsna funksiyalarından istifadə etmək üçün onlar homojen şəkildə dağılmalıdır.
Ultrasonik disperserlər CNT-ləri sulu və həlledici əsaslı süspansiyonlara yaymaq üçün ən çox yayılmış vasitədir.
Ultrasəs dispersiya texnologiyası CNT-lərin onlara zərər vermədən tam ayrılmasına nail olmaq üçün kifayət qədər yüksək kəsmə enerjisi yaradır.
Karbon nanoborucuqlarının ultrasəs dispersiyası
Karbon nanoborular (CNTs) çox yüksək aspekt nisbətinə malikdir və aşağı sıxlıq, eləcə də böyük səth sahəsi (bir neçə yüz m2/q) nümayiş etdirir ki, bu da onlara çox yüksək dartılma gücü, sərtlik və möhkəmlik kimi unikal xüsusiyyətlər verir. yüksək elektrik və istilik keçiriciliyi. Tək karbon nanoborucuqlarını (CNTs) bir-birinə cəlb edən Van der Waals qüvvələrinə görə, CNT-lər normal olaraq paketlər və ya çubuqlar şəklində düzülür. Bu molekullararası cazibə qüvvələri π-yığma kimi tanınan bitişik nanoborular arasında π-bağlarının yığılması fenomeninə əsaslanır. Karbon nanoborucuqlarından tam fayda əldə etmək üçün bu aglomeratlar sökülməli və CNT-lər homojen dispersiyada bərabər paylanmalıdır. Güclü ultrasəs mayelərdə akustik kavitasiya yaradır. Beləliklə, yaranan yerli kəsmə gərginliyi CNT aqreqatlarını parçalayır və onları homojen bir süspansiyonda bərabər şəkildə səpələyir. Ultrasəs dispersiya texnologiyası, CNT-lərin onlara zərər vermədən tam ayrılmasına nail olmaq üçün kifayət qədər yüksək kəsmə enerjisi yaradır. Hətta həssas SWNTs üçün sonication uğurla fərdi onları ayırmaq üçün tətbiq olunur. Ultrasonikasiya yalnız SWNT aqreqatlarını ayrı-ayrı nanoborular üçün çox qırılmalara səbəb olmadan ayırmaq üçün kifayət qədər stress səviyyəsini təmin edir (Huang, Terentjev 2012).
- Tək dispersli CNT-lər
- Homojen paylama
- Yüksək dispersiya səmərəliliyi
- Yüksək CNT yükləmələri
- CNT deqradasiyası yoxdur
- Sürətli emal
- dəqiq proses nəzarəti
UIP2000hdT – CNT dispersiyaları üçün 2 kVt güclü ultrasəs cihazı
CNT dispersiyaları üçün yüksək performanslı ultrasəs sistemləri
Hielscher Ultrasonics, CNT-lərin səmərəli yayılması üçün güclü və etibarlı ultrasəs avadanlıqları təqdim edir. Analiz üçün kiçik CNT nümunələrinin hazırlanmasına ehtiyac olub-olmaması və R&D və ya böyük sənaye çoxlu toplu dispersiyaları istehsal etməlisiniz, Hielscher məhsul çeşidi tələbləriniz üçün ideal ultrasəs sistemi təklif edir. From 50W ultrasəs cihazları laboratoriya üçün 16kW sənaye ultrasəs qurğuları kommersiya istehsalı üçün Hielscher Ultrasonics sizi əhatə edir.
Yüksək keyfiyyətli karbon nanoboru dispersiyaları istehsal etmək üçün proses parametrlərinə yaxşı nəzarət edilməlidir. Amplituda, temperatur, təzyiq və saxlama müddəti CNT-nin bərabər paylanması üçün ən kritik parametrlərdir. Hielscher-in ultrasəs cihazları yalnız hər bir parametrə dəqiq nəzarət etməyə imkan vermir, bütün proses parametrləri Hielscher rəqəmsal ultrasəs sistemlərinin inteqrasiya olunmuş SD kartında avtomatik olaraq qeyd olunur. Hər sonikasiya prosesinin protokolu təkrarlana bilən nəticələri və ardıcıl keyfiyyəti təmin etməyə kömək edir. Uzaqdan brauzer idarəetməsi vasitəsilə istifadəçi ultrasəs sisteminin yerində olmadan ultrasəs cihazı işlədə və ona nəzarət edə bilər.
Tək divarlı karbon nanoborular (SWNTs) və çoxdivarlı karbon nanoborular (MWNTs), eləcə də seçilmiş sulu və ya həlledici mühit xüsusi emal intensivliyi tələb etdiyindən, ultrasəs amplitudası son məhsula gəldikdə əsas amildir. Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək və çox mülayim amplitüdlər verə bilər. Proses tələbləriniz üçün ideal amplitüdü təyin edin. Hətta 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7 əməliyyatda asanlıqla davamlı olaraq işlədilə bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Hielscher-in ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Müştərilərimiz Hielscher Ultrasonic sistemlərinin üstün möhkəmliyi və etibarlılığından məmnundurlar. Ağır yük tətbiqləri sahələrində quraşdırma, tələbkar mühitlər və 24/7 əməliyyat səmərəli və qənaətcil emal təmin edir. Ultrasəs prosesinin intensivləşdirilməsi emal müddətini azaldır və daha yaxşı nəticələrə, yəni daha keyfiyyətli, daha yüksək məhsuldarlığa, innovativ məhsullara nail olur.
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 |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Laboratoriyadan pilot və sənaye miqyasına qədər yüksək güclü ultrasəs prosessorları.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- SOP – Ultrasonic Dispersion of Multi-Walled Carbon-Nanotubes using the UP400ST Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Karbon nanoborular nədir
Karbon nanoboruları (CNTs) müstəsna mexaniki, elektrik, istilik və optik xassələri nümayiş etdirən birölçülü karbon materiallarının xüsusi sinfinin bir hissəsidir. Onlar nano-kompozitlər, gücləndirilmiş polimerlər və s. kimi qabaqcıl nanomaterialların işlənib hazırlanmasında və istehsalında istifadə olunan əsas komponentdir və buna görə də ən müasir texnologiyalarda istifadə olunur. CNT-lər çox yüksək dartılma gücü, üstün istilik ötürmə xassələri, aşağı zolaqlı boşluqlar və optimal kimyəvi və fiziki sabitlik nümayiş etdirir ki, bu da nanoborucuqları manifold materialları üçün perspektivli əlavə edir.
Quruluşundan asılı olaraq, CNTS tək divarlı karbon nanoborular (SWNTs), iki divarlı karbon nanoborular (DWCNTs) və çox divarlı karbon nanoborular (MWNTs) olaraq fərqlənir.
SWNTs bir atom qalınlığında karbon divarından hazırlanmış içi boş, uzun silindrik borulardır. Karbonların atom təbəqəsi bir pətək qəfəsdə düzülmüşdür. Çox vaxt onlar konseptual olaraq tək qatlı qrafit və ya qrafenin bükülmüş təbəqələri ilə müqayisə edilir.
DWCNT-lər biri digərinin içərisinə yerləşdirilmiş iki tək divarlı nanoborudan ibarətdir.
MWNT-lər bir neçə tək divarlı karbon nanoborunun bir-birinin içərisində yerləşdiyi CNT formasıdır. Onların diametri 3-30 nm arasında dəyişdiyindən və bir neçə sm uzunluqda böyüyə bildiyindən, aspekt nisbəti 10 ilə on milyon arasında dəyişə bilər. Karbon nanolifləri ilə müqayisədə MWNT-lər fərqli divar quruluşuna, daha kiçik xarici diametrə və içi boşluqlara malikdir. MWNT-lərin sənayedə geniş istifadə olunan tipləri, məsələn, Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 və FutureCarbon CNT-MW-dir.
CNT-lərin sintezi: CNT-lər plazma əsaslı sintez üsulu və ya qövs boşaldılması buxarlanma üsulu, lazer ablasiya üsulu, termal sintez prosesi, kimyəvi buxar çökmə (CVD) və ya plazma ilə gücləndirilmiş kimyəvi buxar çökmə üsulu ilə istehsal edilə bilər.
CNT-lərin funksionallaşdırılması: Karbon nanoborucuqlarının xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq və bununla da onları xüsusi tətbiq üçün daha uyğun etmək üçün CNT-lər tez-tez funksionallaşdırılır, məsələn, karboksilik turşu (-COOH) və ya hidroksil (-OH) qrupları əlavə etməklə.
CNT dispersiya aşqarları
Super turşular, ion mayeləri və N-sikloheksil-2-pirrolidnon kimi bir neçə həlledici, N-metil-2-pirolidon (NMP) kimi nanoborular üçün ən çox yayılmış həlledicilər olduğu halda, CNT-lərin nisbətən yüksək konsentrasiyalı dispersiyalarını hazırlamağa qadirdir. ), dimetilformamid (DMF) və 1,2-dikrolobenzol, nanoborucuqları yalnız çox aşağı konsentrasiyalarda (məsələn, adətən <0.02 ağırlıq% birdivarlı CNT). Ən çox yayılmış dispersiya agentləri polivinilpirolidon (PVP), natrium dodesil benzol sulfonat (SDBS), Triton 100 və ya natrium dodesil sulfonatdır (SDS).
Cresols, CNT-ləri çəki faizinə qədər olan konsentrasiyalarda emal edə bilən sənaye kimyəvi maddələr qrupudur ki, bu da CNT yüklənməsinin artması ilə seyreltilmiş dispersiyalardan, qalın pastalardan və sərbəst duran gellərdən görünməmiş oyun xəmirinə bənzər vəziyyətə davamlı keçidlə nəticələnir. . Bu vəziyyətlər digər ümumi həlledicilərlə əldə edilə bilməyən polimer kimi reoloji və viskoelastik xüsusiyyətlər nümayiş etdirir və bu, nanoborucuqların həqiqətən parçalandığını və krezollarda incə səpələnmiş olduğunu göstərir. Kresollar, CNT-lərin səthini dəyişdirmədən, istilik və ya yuyulma yolu ilə emaldan sonra çıxarıla bilər. [Chiou et al. 2018]
CNT dispersiyalarının tətbiqi
CNT-lərin üstünlüklərindən istifadə etmək üçün onları polimerlər kimi maye halına salmaq lazımdır. Bərabər dağılmış CNT-lər keçirici plastiklərin, maye kristal displeylərin, üzvi işıq yayan diodların, sensor ekranların, elastik displeylərin, günəş batareyalarının istehsalı üçün istifadə olunur. keçirici mürəkkəblər, statik nəzarət materialları, o cümlədən filmlər, köpüklər, liflər və parçalar, polimer örtüklər və yapışdırıcılar, müstəsna mexaniki möhkəmliyə və möhkəmliyə malik yüksək performanslı polimer kompozitlər, polimer/CNT kompozit liflər, həmçinin yüngül və antistatik materiallar.
Karbonun formaları hansılardır?
Karbon bir neçə allotropda mövcuddur, o cümlədən:
- Kristal formaları: Almaz, qrafit, qrafen, karbon nanoborular (CNT), fullerenlər (məsələn, C60).
- Amorf formalar: Kömür, his, karbon qara, şüşə karbon, almaz kimi karbon (DLC), monolayer amorf karbon (MAC).
- Hibrid nanostrukturlar: Nanoalmazlar, karbon soğanları, karbon aeroqelləri və nanokarbon-metal hibridləri kimi kompozitlər.
Hər bir forma materialşünaslıq, elektronika və enerji saxlama sahələrində tətbiqlərə aid fərqli fiziki-kimyəvi xassələri nümayiş etdirir.