Ултразвуков Nano-Структуриране за производство на порести Метали
Sonochemistry е много ефективен инструмент за инженеринг и кционализиране на нано материали. В металургията, ултразвуковата облъчване насърчава образуването на порести метали. изследователската група на д-р Дария Андреева Разработената ефективен и рентабилен ултразвук с помощта на процедура за получаване среднопорести метали.
Пореста метали привличат голям интерес от многобройни технологични отрасли поради техните изключителни характеристики, като например тяхната корозионна устойчивост, механична якост и способността да издържат на изключително високи температури. Тези свойства се основават на наноструктурирани повърхности с пори с размери само няколко нанометра в диаметър. Мезопорести материали се характеризират с размери поза между 2 до 50 пМ, докато микропорест материал има размер на порите по-малко от 2 пМ. Международен екип от изследователи, включително д-р Дария Андреева на Байройт университет (Катедра по физикохимия II) успешно се развива тежък режим и рентабилен процедура ултразвук за проектирането и производството на такива метални конструкции.
В този процес, метали се третират във воден разтвор, по такъв начин, че кухините на няколко нанометра развиват, в точно определени пропуски. За тези, съобразени с конкретните структури, вече има широк спектър от иновативни приложения, включително почистване на въздуха, за съхранение на енергия или медицински технологии. Особено обещаващи е използването на порести метали в нанокомпозити. Това са нов клас от композитни материали, в които много фина структура матрица се запълва с частици с размер до 20 нанометра.

Р Д. Андреева показва реда на обработка с ултразвук на твърди частици във водна суспензия с помощта на UIP1000hd ултрасоннкаторът (20 кХц, 1000W). Снимка от гл. Wißler

Схематично представяне на ефекта на акустични кавитация на модификация на метални частици.
Снимка от д-р Д. Андреева
Схемата по-горе показва ефектите от акустичната кавитация върху модификацията на метални частици. Метали с ниска точка на топене (MP) като цинк (Zn) са напълно окислени; метали с висока точка на топене като никел (Ni) и титан (Ti) проявяват модификация на повърхността при ултразвук. Алуминиевият (Al) и магнезийният (Mg) образуват мезопорални структури. Нобеловите метали са устойчиви на ултразвуково облъчване поради тяхната стабилност срещу окисляване. Точките на топене на металите са посочени в градуси Келвин (К).

Ултразвукова кавитация в течно
Картината по-горе показва, че ултразвук може да се използва за защита на алуминиеви сплави срещу корозия. От ляво: Снимката на алуминиева сплав в силно корозивен разтвор, по-долу на electomicroscopic изображение на повърхността, на която - поради ултразвук - е оформен покритие polyelectolyte. Това покритие предлага защита от корозия за 21 дни. В дясно: същата алуминиева сплав, без да са били изложени на ултразвук. Повърхността е напълно кородирала.
Фактът, че различни метали реагират в драматично различни начини за обработка с ултразвук може да се използва за иновации в областта на материалознанието. Сплави могат да се превърнат по такъв начин да нанокомпозити, в която частиците на по-стабилен материал са обвити в пореста матрица на по-малко стабилен метал. по този начин много големи площи повърхностни възникнат в много ограничено пространство, което позволява тези нанокомпозити да бъдат използвани като катализатори. Те ефект особено бързи и ефективни химични реакции.
Заедно с д-р Дария Андреева, изследователите д-р Андреас Fery, д-р Никола Pazos-Перес и Яна Schäferhans, също на отдела по физикохимия II, допринесли за резултатите от научните изследвания. Със своите колеги от Института Макс Планк на колоиди и интерфейси в Golm, Хелмхолц-Zentrum für Берлин Materialien унд Energie GmbH и Белоруския държавен университет, в Минск, те са публикувани най-новите си резултати онлайн в списание “Наномащаба”,

Ултразвуков процесор UIP1000hd за Nano-Структуриране на метали
справка:
- Skorb, Екатерина V. Определи, Dimitri; Shchukin Дмитрий G. Möhwald, Helmuth; Sviridov Дмитрий V. Mousa, Rami; Wanderka, Нелия; Schäferhans, Яна; Pazos-Perez, Nicolas; Fery, Andreas; Андреева, Дария V. (2011): Sonochemical образуване на метални гъби. Nanoscale – Адванс първи 3/3, 2011. 985-993.
- Wißler, Кристиан (2011): Високо прецизен наноструктуриране помощта на ултразвук: нова процедура за производство на порести метали. Погледнете в изследването. Предоставяне на информация от университета в Байройт 05. 2011 г.
За допълнителна научна информация, моля свържете се с: д-р Дария Андреева, катедра по физикохимия II Байройт университет, 95440 Байройт, Германия – тел: +49 (0) 921 / 55-2750
електронна поща: daria.andreeva@uni-bayreuth.de
Факти заслужава да се знае
хомогенизатори ултразвукови тъкан често се отнасят като сонда соникатор, звуков lyser, ултразвук дисруптор ултразвукови мелница, Sono-ruptor, Sonifier, звуков dismembrator, клетъчен разрушител ултразвукови диспергиращо или с разтворител. Различните условия са резултат от различните приложения, които могат да бъдат изпълнени чрез ултразвук.
- смесване
- емулгиране
- Диспергиращи
- агломерати
- Мокро смилане
- дегазификация
- Разтварянето
- екстракция
- Tissue хомогенизиране
- Sono-Раздробяването
- ферментация
- пречистване
- Sono синтез
- Sono-катализ
- утаяване
- Sono-излужване
- Деградация