Nanofluid je inžinjer koji se sastoji od baznog fluida koji sadrži nanočestice. Za sintezu nanofluida potrebna je učtiva i pouzdana tehnika homogenizacije i deagglomeration kako bi se osigurao visok stepen uočljive dispersije. Ultrazvučni raspršivači su superiorna tehnologija za proizvodnju nanofluida sa odličnim karakteristikama. Ultrazvučna disperzacija se excelira po efikasnosti, brzini, jednostavnosti, pouzdanosti i korisničko-prijateljljivosti.

Šta su Nanofluidi?

Nanofluid je tekućina koja sadrži čestice veličine nanoa (≺100nm), koje se obično zovu nanočestice. Nanočestice koje se koriste u nanofluidima obično su napravljene od metala, oksida, karbida ili ugljika nanocijeva. Ove nanočestice su raspršene u bazni fluid (npr. vodeno ulje itd.) kako bi se dobila inžinjeriran koloidna suspenzija, dakle, nanofluid. Nanofluidi ispoljavaju poboljšana termo-fizička svojstva kao što su toplinska provodljivost, toplinska difuzivnost, viskoznost i koeficienti konvektivnog prijenosa topline u odnosu na materijalna svojstva baznog fluida.
Uobičajena primjena nanofluida je njihova upotreba kao rashladno ili rashladno. Dodavanjem nano-čestica konvencionalnim rashladnicima (kao što su voda, ulje, etileni glikol, polialfaolefin itd.), poboljšavaju se termička svojstva konvencionalnih rashladnih uređaja.

• Hlađenje / Tekućine za prijenos toplote
• maziva
• biomedicinska aplikacija

Pravljenje nanofluida ultrazvučnim homogenizerom

Mikrostrukturom nanofluida može se uticati i manipulirati primjenom najpogovaranije tehnologije homogenizacije i parametara obrade. Ultrazvučna disperzija dokazana je kao visoko efikasna i pouzdana tehnika za pripremu nanofluida. Ultrazvučni raspršivači se koriste u istraživanju i industriji za sintezu, mlin, raspršivanje i homogenizaciju nanočestica s visokom uniformnošću i uskom distribucijom veličine čestica. Procesni parametri za sintezu nanofluida uključuju ultrazvučni ulaz energije, ultrazvučnu amplitudu, temperaturu, pritisak i kiselinu. Futhermore, vrste i koncentracije reaktanata i dodataka kao i red, kojim se dodaju dodani dodaci otopini, važni su faktori.
Dobro je poznato da svojstva nanofluida snažno zavise od strukture i oblika nanomaterijala. Stoga je dobijanje kontrolnih mikrostruktur nanofluida glavni faktor koji doprinosi funkcionalnosti i kvalitetu nanofluida. Korištenje optimiziranih parametara ultrazvuka kao što su amplitude, pritisak, temperatura i energetski ulaz (Ws/mL) je ključ za proizvodnju stabilnog, u uniformnog visokokvalitetnog nanofluida. Ultrasonication se može uspješno primijeniti na deagglomerate i raspršiti čestice u jednostruke raspršene nanočestice. Sa manjom veličinom čestica, Brownianski pokret (Brownian speed) kao i interakcije čestica i čestica se povećavaju i rezultiraju stabilnim nanofluidima. Hielscher ultrasonicators omogućava preciznu kontrolu nad svim važnim parametrima obrade, može se neprekidno pokrenuti na visokim amplitudama (24/7/365) i dolaze sa automatskim protokolom podataka za jednostavno ocjenjivanje svih sonication runova.

Ultrazvučno raspršeni silicij veličine nanoa

Sonication Improved Stability of Nanofluids

Za nanofluide, aglomeracija nanočestica rezultira ne samo naseljavanje i začepljenje mikrohanela već i sniženje toplotne provodljivosti nanofluida. Ultrazvučna deagglomeration i disperzion su naširoko primjenjeni u materijalu nauke i industrije. Sonication je dokazana tehnika za pripremu stabilnih nano-disperzija sa u uniformnom distribucijom nanočesnika i velikom stabilnošću. Stoga su Hielscherovi ultrazvučni raspršivači preferirajuća tehnologija, kada je riječ o proizvodnji nanofluida.

Ultrazvučno proizvedeni nanofluidi u istraživanju

Istraživanje je istražilo efekte ultrasonikacije i ultrazvučnih parametara na karakteristike nanofluida. Pročitajte više o naučnim nalazima o ultrazvučnoj pripremi nanofluida.

Ultrazvučni efekti na Al2O3 Nanofluid preparat

Noroozi et al. (2014) je otkrio da je pri "većoj koncentraciji čestica, bilo veće poboljšanje toplinske difuzivnosti nanofluida koje je rezultat sonikacije. Štoviše, veća stabilnost i poboljšanje toplinske difuzivnosti dobiveni su soniciranjem nanofluida sonicatorom više snage prije mjerenja." Poboljšanje toplotne difuzivnosti bilo je veće za NPS manje veličine. To je zato što manje čestice imaju veći efektivni odnos površine i volumena. Tako su manje čestice pomogle da se formira stabilna nanofluida i sonikacija ultrazvučnom sondom rezultirala je značajnim efektom na toplinsku difuzivnost. (Noroozi et al. 2014)

Step-by Step Instruction for the Ultrasonic Production of Al2O3-water nano fluids

Prvo, vagati masu Al2O3 nanočestica digitalnom elektronskom ravnotežom. Zatim stavite Al2O3 nanočestice u vaganu destilovanu vodu postepeno i agitirajte smjesu al2O3-vode. Sonicirajte smjesu kontinuirano za 1h ultrazvučnim uređajem tipa sonde UP400S (400W, 24kHz, vidi pic. lijevo) kako bi se proizvela uočljivo raspršivanje nanočestica u destiliranim vodama. Nanofluidi se mogu pripremiti u različitim razlomcima (0,1%, 0,5%, i 1%). Nisu potrebni surfaktanti ili pH promjene. (Isfahani et al., 2013)

Ultrazvučno tuned Aqueous ZnO Nanofluids

Elcioglu et al. (2021) u svojoj naučnoj studiji nalažu da je "Ultrasonication bitan proces za pravilnu disperziju nanočestica u baznoj tekućini i stabilnosti, kao i za optimalna svojstva za primjene u stvarnom svijetu." Koristili su ultrasonikator UP200Ht za proizvodnju ZnO / vodenih nanofluida. Sonication je imao jasne efekte na površinsku napetost vodenog ZnO nanofluida. Nalazi istraživača rezultiraju zakljukom da površinska napetost, formiranje nano-filma i druge srodne osobine bilo kojeg nanofluida mogu biti podešene i podešene pod odgovarajućim uvjetima ultrasonication.

Ultrazvučni homogenizatori za proizvodnju nanofluida

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučne raspršivače visokih performansi za sve vrste homogenizacije i deagglomeration aplikacija. Kada je u pitanju proizvodnja nanofluida, od presudne su važnosti precizna kontrola sonikacije i pouzdan ultrazvučni tretman suspenzije nanočesnice.
Hielscher Ultrasonicsovi procesori vam daju punu kontrolu nad svim važnim parametrima obrade kao što su ulaz energije, ultrazvučni intenzivitet, amplitude, pritisak, temperatura i vrijeme održavanja. Time možete podesiti parametre optimiziranim uvjetima, što naknadno dovodi do visokokvalitetnih nanofluida.

• Za bilo koji volumen / kapacitet: Hielscher nudi ultrasonikatore i širok portfolio pribora. To omogućava konfiguraciju idealnog ultrazvučnog sistema za vašu aplikaciju i proizvodni kapacitet. Od malih bočica s mililitrima do toka visokog volumena hiljada litara na sat, Hielscher nudi pogodan ultrazvučni rješenje za vaš proces.
• Robusnost: Naši ultrazvučni sistemi su robusni i pouzdani. Svi Hielscherovi ultrasonikatori su izgrađeni za 24/7/365 rad i zahtijevaju vrlo malo održavanja.
• User-friendliness: Elaborirani softver naših ultrazvučnih uređaja omogućava pred-selekciju i čuvanje postavki sonikacije za jednostavno i pouzdano sonication. Intuitivni meni je lako dostupan putem digitalnog obojenog touch-displaya. Daljinska kontrola preglednika vam omogućava da upravljate i nadgledate putem bilo og internet preglednika. Automatsko snimanje podataka čuva procesne parametre bilo koje sonication run na ugrađenoj SD-kartici.

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators: