Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Com per dispersar una sola paret nanotubs de carboni individualment

Els nanotubs de carboni d'una sola paret (SWNTs o SWCNT) tenen característiques úniques, però per expressar-los han de ser dispersats individualment. Per aprofitar al màxim les característiques excepcionals dels nanotubs de carboni d'una sola paret, els tubs s'han de detectar més completament. Els SWNT, com altres nanopartícules, mostren forces d'atracció molt elevades, de manera que es necessita una tècnica potent i eficient per a una desglomeració i dispersió fiables. Tot i que les tècniques de barreja habituals no proporcionen la intensitat necessària per detangular els SWNTs sense danyar-los, es demostra que l'ultrasò d'alta potència desxifra i dispersa SWCNT. Les forces de cisallament cavitats per ultrasons són prou poderoses per superar les forces de contacte, mentre que la intensitat de l'ecografia es pot ajustar amb precisió per evitar el dany dels SWCNT.

problema:

Els nanotubs de carboni d'un sol emmotllament (SWCNT) difereixen dels nanotubs de carbó multicanal (MWNT / MWCNT) per les seves propietats elèctriques. El buit de la banda de SWCNT pot variar de zero a 2 eV i la seva conductivitat elèctrica presenta comportaments metàl·lics o semiconductors. Com que els nanotubs de carboni d'un sol paret són altament cohesius, un dels principals obstacles en el processament de SWCNTs és la insolubilitat inherent dels tubs en dissolvents orgànics o en aigua. Per utilitzar el potencial total de SWCNTs, cal un procés de desaglomeració simple, fiable i escalable dels tubs. Especialment, la funcionalització de les parets laterals de CNT o de les puntes obertes per crear una interfície adequada entre els SWCNT i el dissolvent orgànic resulta en una exfoliació parcial de les SWCNT, només. Per tant, els SWCNT es dispersen majoritàriament com paquets en comptes de cordes desagglomerades individuals. Si la condició durant la dispersió és massa dura, les SWCNT es reduiran a longituds entre 80 i 200 nm. Per a la majoria de les aplicacions pràctiques, és a dir, per a les SWCNT de semiconductors o de reforç, aquesta longitud és massa petita.

Solució:

L'ultrasons és un mètode molt eficaç de dispersió i desaglomeració dels nanotubs de carboni, ja que les ones ultrasòniques d'ultrasò d'alta intensitat generen cavitació en líquids. Les ones de so propagades en el medi líquid resulten en alternar cicles d'alta pressió (compressió) i baixa pressió (rarefacció), amb taxes depenent de la freqüència. Durant el cicle de baixa pressió, les ones ultrasòniques d'alta intensitat creen petites bombolles de buit o buits en el líquid. Quan les bombolles aconsegueixen un volum en què ja no poden absorbir energia, es col · loquen violentament durant un cicle d'alta pressió. Aquest fenomen es denomina cavitació. Durant la implosió s'arriba localment a temperatures molt elevades (aprox. 5,000 K) i pressions (aproximadament 2.000 lat). La implosió de la bombolla de cavitació també resulta en dolls líquids de fins a 280 m / s de velocitat. Aquests fluxos de raigs líquids resultants de cavitació ultrasònica, Superar les forces d'enllaç entre els nanotubs de carboni i per tant, els nanotubs es converteixen desaglomerado. Un tractament ultrasònic suau, controlat és un mètode apropiat per a crear suspensions de tensioactiu estabilitzat de SWCNTs disperses amb alta longitud. Per a la producció controlada de SWCNTs, processadors d'ultrasons de Hielscher permet per al funcionament en una àmplia gamma de conjunts de paràmetres d'ultrasons. L'amplitud d'ultrasons, la pressió del líquid i la composició líquida es poden variar respectivament al material i procés específic. Això ofereix possibilitats variables d'ajustos, com ara

  • amplituds sonotrodo de fins a 170 micres
  • pressions de líquid de fins a 10 bars
  • cabals de líquid de fins a 15L / min (depenent del procés)
  • temperatures del líquid de fins a 80 DEGC (altres temperatures a petició)
  • la viscositat del material de fins a 100.000cp

 

A més, ultrasons com a mètode de purificació polímer assistida permet eliminar les impureses de SWCNTs com adults, amb eficàcia. És difícil d'estudiar la modificació química de SWCNTs a nivell molecular, ja que és difícil d'obtenir SWNT purs. Com-crescut SWCNTs contenen moltes impureses, com ara partícules de metall i carboni amorf. Ultrasons de SWCNTs en una solució de monoclorobenceno (MCB) de poli (metacrilat de metil) PMMA seguit de filtració és una manera eficaç per purificar SWCNTs. Aquest mètode de purificació polímer assistida permet l'eliminació d'impureses de SWCNTs com adults amb eficàcia. El control precís de l'amplitud d'ultrasons permet evitar o limitar danyar els SWCNTs.

La dispersió de nanotubs de carboni

 

dispositius d'ultrasons de Hielscher són l'ideal

Ultrasònic de dispersió dels nanotubs (UP400S)

Dades sobre els SWNT– diàmetre d'aprox. 1 nm, amb un tub de milions de vegades més llarg– força extrema & rigidesa– molt alta tenacitat– molt alta conductivitat electrònica i tèrmica– metàl·lic o semiconductor comportament

ultrasons de potència és sovint l'única eina fiable per desembolicar i dispersar els nanotubs

La dispersió de nanotubs de carboni amb un dispositiu de laboratori de Hielscher UP50H

Equips d'ultrasons

Hielscher ofereix un alt rendiment processadors ultrasònics per a la sonicació de cada volum. dispositius d'ultrasons de 50 watts fins a 16.000 watts, cosa que podria configurar en raïms, permeten trobar el ultrasònica apropiada per a cada aplicació, al laboratori, així com en la indústria. Per a la dispersió dels nanotubs sofisticada, es recomana un tractament amb ultrasons contínua. L'ús de cel·les de flux de Hielscher, es fa possible dispersar CNT en líquids de viscositat elevada, tal com polímers, masses foses d'alta viscositat i termoplàstics.

Feu clic aquí per llegir més sobre la dispersió i la modificació dels nanotubs per ultrasons d'alta potència!

L'ultrasò d'alta potència dispositius són una tècnica de processament industrial eficaç per a la dissolució, homogeneïtzació, dispersió, desaglomeració i extracció.

Processador ultrasònic industrial UIP16000 (16kW) per als fluxos d'alt volum

Contacti amb nosaltres / Demana més informació

Parlar amb nosaltres sobre els seus requisits de processament. Anem a recomanar els paràmetres de configuració i de processament més adequats per al seu projecte.





Tingueu en compte que Política de privacitat.




Fets que cal saber

dispositius ultrasònics es refereixen sovint com sonicador de sonda, homogeneïtzador d'ultrasons, lyser sònica, disruptor d'ultrasons, molí d'ultrasons, sono-ruptor, sonicador, Dismembrator sònica, disruptor cel·lular, dispersador ultrasònic o de dissolució. Els diferents termes són el resultat de les diverses aplicacions que poden complir-se mitjançant ultrasons.