Ултразвукова разпръскване на въглероден нанотръби (CNT)
Carbonnanotubes са силни и гъвкави, но много лепливи. Те са трудно да се диспергира в течности, такива като вода, етанол, масло, полимер или епоксидна смола. Блокада е ефективен метод за получаване на дискретни – един диспергира – carbonnanotubes.
Carbonnanotubes (CNT) се използват лепила, покрития и полимери и като електропроводими пълнители в пластмаси, за да се разсее статични заряди в електрическото оборудване и в електростатично боядисва панели коли тялото. Чрез използването на нанотръби, полимери могат да бъдат по-устойчиви на температури, разяждащи химикали, корозионни среди, екстремни натиск и абразия. Има две категории на въглеродни нанотръби: Single-стена нанотръби (SWNT) и мулти-стенни нанотръби (MWNT).
Carbonnanotubes обикновено са налични като сух материал, например от фирми, като например SES изследвания или CNT Co., Ltd. Необходим е прост, надежден и мащабируем процес за деагломерация, за да се използват нанотръби за максималния им потенциал. За течности до 100 000 CP ултразвук е много ефективна технология за разпръскване на нанотръби във вода, масло или полимери при ниски или високи концентрации. Потоците от течни струи, произтичащи от Ултразвукова кавитация, Преодолеят силите на свързване между нанотръби, и разделяне на тръбите. Поради ултразвуково генерирани срязващи сили и микро турбуленции ултразвук може да помогне в реакцията на повърхностно покритие и химическа на нанотръби с други материали, също.
Като цяло, груба нанотръба-дисперсия е първо премиал със стандартна бъркалка и след това се хомогенизира в реактора на ултразвукова клетка поток. Видеото по-долу (щракнете върху изображението, за да започнете!) показва лабораторно изпитване (партида ултразвук с помощта на UP400S) Диспергиране многостенни carbonnanotubes във вода при ниска концентрация. Поради химическата природа на въглерод на диспергиране поведението на нанотръби във вода е доста трудно. Както се вижда от видеото, тя може лесно да се докаже, че е способен на ултразвук, за да разпръсне нанотръби ефективно.
Дисперсия на индивидуални SWNTs на Върховния Дължина
Основен проблем за обработка и манипулиране на SWNTs е присъщ неразтворимостта на тръбите в общи органични разтворители и вода. Функционализиране на нанотръба странична стена или отворени краища, за да се създаде подходящ интерфейс между SWNTs и разтворителят обикновено водят до частично ексфолиране на въжета SWNT, само.
В резултат на SWNTs обикновено са разпръснати като пакети, отколкото напълно изолирани отделни обекти. Когато се използват твърде тежки условия по време на дисперсия на SWNTs са съкратени до дължина между 80 и 200 nm. Въпреки, че това е полезно за някои тестове, тази дължина е твърде малък за повечето практически приложения, като полупроводниковите или подсилващи SWNTs. Контролирано, леко ултразвукова обработка (например чрез UP200Ht с четиредесетмилиметра издатина) Е ефективна процедура за получаване на водни дисперсии на дълги отделните SWNTs. Последователности на лека ултразвук минимизиране на мазнината и позволяват максимално запазване на структурните и електронни свойства.
Пречистване на SWNT чрез полимер с помощта на ултразвук
Трудно е да се проучи химическата модификация на SWNTs на молекулярно ниво, защото е трудно да се получат чисти SWNTs. AS-отглеждат SWNTs съдържат много примеси, като например метални частици и аморфни въглерода. Ultrasonication на SWNTs в монохлоробензен (МСВ) разтвор на поли (метил метакрилат) РММА последвано от филтруване е ефективен начин за пречистване SWNTs. Този метод на пречистване полимер подпомага позволява да се отстранят примеси от по-отглеждат SWNTs ефективно. (Yudasaka и сътр.) Точен контрол на амплитудата на ултразвук позволява да се ограничат щетите на SWNTs.
Hielscher на диапазон на ултразвукови устройства и аксесоари за ефективно разпръскване на нанотръби.
- Компактни лабораторни уреди от до 400 вата мощност за разпръскване на по-малки количества до 2 литра
- 500 и 1000 и 2000 вата ултразвукови процесори харесва UIP1000hd може да обработва по-големи обеми.
- Ултразвукови системи 2, 4, 10 и 16kW и повече за преработка на търговско равнище.
литература
Koshio, A., Yudasaka, М., Zhang, М., Ииджима, S. (2001): Лесен начин да взаимодейства химически едностенни Crabon нанотръби с органични материали Използването Ultrasonication; в Nano Letters, Vol. 1, No. 7, 2001, стр. 361-363.
Yudasaka, М .; Zhang, M .; Ябс, С .; Ииджима, S. (2000): Appl. Физ. A 2000, 71, 449.
Paredes, J. I., Burghard, М. (2004): Дисперсии на отделните Single-въглеродни нанотръби на Върховния Дължина, в: Langmuir, Vol. 20, № 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.