Nanotrubiček bor nitritů – Exfoliované a rozptýlené pomocí ultrazvuku

Ultrazvuku úspěšně aplikuje na zpracování a disperzi nanotrubiček nitrinu bóru (BNNT). Vysoce intenzivní ultrazvuku poskytuje homogenní odmaření a distribuci v různých řešeních, a je tak klíčovou technikou zpracování pro začlenění BNNT do roztoků a matric.

Ultrazvukové zpracování borských nitrinových nanotrubiček

Pro začlenění nanotrubiček nitrinu bóru (BNNT) nebo nanostruktur nitrinu bóru (BNN), jako jsou nano listy a nanoribbony, do kapalných roztoků nebo polymerních matriček je nutná účinná a spolehlivá disperzní technika. Ultrazvuková disperze poskytuje potřebnou energii k exfoliaci, detangle, rozptýlení, disperzní a funkcionalizaci nanotrubiček nitrinu bóru a nanostruktur nitrinu bóru s vysokou účinností. Přesně kontrolovatelné parametry zpracování ultrazvuku s vysokou intenzitou (tj. energie, amplituda, čas, teplota a tlak) umožňují individuálně přizpůsobit podmínky zpracování cílenému cíli procesu. To znamená, že ultrazvuková intenzita může být upravena s ohledem na specifické složení (kvalita BNNT, rozpouštědlo, koncentrace pevné kapaliny atd.), čímž se dosáhne optimálních výsledků.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

Ultrazvuková cesta k syntéze nanocupů nitritu bóru
(studium a grafika: Yu et al. 2012)

Aplikace ultrazvukového zpracování BNNT a BNN pokrývají celou škálu od homogenní disperze dvourozměrných nanostruktur nittridu bóru (2D-BNN) až po jejich funkcionalizaci a chemickou exfoliaci jednovrstvého šestiúhelníkového nitrinu bóru. Níže představujeme podrobnosti o ultrazvukové disperze, exfoliaci a funkcionalizaci BNNT a BNN.

Žádost o informace





Dispersion of boron nitride nanotubes using high-intensity ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics

Instalace ultrazvukových dispergátorů (2x UIP1000hdT) pro zpracování nanotrubiček nitrinu bóru v průmyslovém měřítku

Ultrazvuková disperze nanotrubiček Bor Nitride

Pokud se nanotrubice boru nitrinu (BNNT) používají k vyztužení polymerů nebo k syntéze nových materiálů, vyžaduje se rovnoměrná a spolehlivá disperze do matrice. Ultrazvukové dispergátory jsou široce používány k rozptýlení nanomateriálů, jako jsou CNT, kovové nanočástice, částice jádra a další typy nanočástic do druhé fáze.
Ultrazvuková disperze byla úspěšně aplikována na detangle a distribuovat BNNT rovnoměrně ve vodných a nevodných roztocích, včetně ethanolu, PVP ethanolu, ethanolu TX100 a různých polymerů (např. polyuretan).
Běžně používanou povrchově aktivní činidlo ke stabilizaci ultrazvukem připravené disperze BNNT je roztok dodecyl sulfátu sodného (SDS). Například 5 mg BNNTs jsou ultrazvukem rozptýleny v injekční lahvičce s 5 ml roztoku 1% wt. SDS pomocí ultrazvukového dispergátoru typu sondy, jako je UP200St (26kHz, 200W),

Vodná disperze BNNT pomocí ultrazvuku

Díky silným interakcím van der Waals a hydrofobnímu povrchu jsou nanotrubiče boru nitřídy špatně dispergovatelné ve vodních řešeních. K vyřešení těchto problémů použil Jeon et al. (2019) Pluronic P85 a F127, které mají jak hydrofilní skupiny, tak hydrofobní skupiny k funkcionalizaci BNNT pod ultrazvukem.

Length reduction and cutting of boron nitride nanotubes (BNNTs) by high-intensity ultrasonication

SEM obrazy kratších BNNT po různých trváních ultrazvuku. Jak je znázorněno, délky těchto BNNT se snižují se zvýšením kumulativní doby použití ultrazvuku.
(studie a obrázek: Lee et al. 2012)

Exfoliace nano listů nittridu bóru bez povrchově aktivních zařízení pomocí ultrazvuku

Lin et al. (2011) představují čistou metodu exfoliace a disperze šestiúhelníkové nitřídy bóru (h-BN). Šestiúhelníkový nitříd bóru je tradičně považován za nerozpustný ve vodě. Nicméně, byli schopni prokázat, že voda je účinná k exfoliaci vrstvené h-BN struktury pomocí ultrazvuku, tvořící "čisté" vodné disperze h-BN nano listů bez použití povrchově aktivních látek nebo organické funkcionalizace. Tento ultrazvukový exfoliační proces produkoval několik vrstev h-BN nano listy, stejně jako monovrstvé nanosheet a nanoribbon druhy. Většina nano listů měla sníženou boční velikost, což bylo přičítáno řezání mateřských listů h-BN vyvolaných hydrolýzou asistovanou ultrazvukem (potvrzenou výsledky testu amoniaku a spektroskopie). Ultrazvukem indukovaná hydrolýza také podporovala exfoliaci h-BN nano listů na pomoc s účinkem polarity rozpouštědla. Nano listy h-BN v těchto "čistých" vodných disperzích vykazovaly dobrou procesitelnost prostřednictvím metod řešení, které si zachovaly své fyzikální vlastnosti. Rozptýlené h-BN nano listy ve vodě také vykazovaly silnou afinitu k bílkovinám, jako je ferritin, což naznačuje, že povrchy nano listů byly k dispozici pro další biokonjugace.

Ultrazvuková nano-disperze s ultrasonicatorem UP400St

Žádost o informace





Sonomechanická disperzní metoda pomocí ultrazvukové kavitace a smykových sil je čistě fyzikální přístup ke mísení, který byl prokázán, že je schopen debundovat BNNTs a stabilizovat jednotlivé BNNT při zachování jejich integrity a vnitřních vlastností. Použití vhodné ultrazvukové energie (Ws / ml), tj. upravená amplituda a doba použití ultrazvuku, ultrazvuková disperze může detangle a rozptýlit BNNTS jednotně. Pokud by měla být zkrácena délka nanotrubiček boru dusidy, lze použít vyšší amplitudy a delší sonikaci. Přečtěte si více o ultrazvukové zmenšení velikosti a délkovém řezání BNNTs v další části.

Ultrazvuková redukce velikosti a řezání nanotrubiček Boron Nitride

Délka nanotrubiček bor dusidy hraje klíčovou roli při následném zpracování BNNT na polymery a další funkcionalizované materiály. Proto je důležitou skutečností, že sonikace BNNT v rozpouštědle mohla nejen individuálně oddělit BNNT, ale také zkrátit bambusové strukturované BNNT za kontrolovaných podmínek. Zkrácené BNNT mají mnohem nižší pravděpodobnost spojení během kompozitní přípravy. Lee v al. (2012) prokázal, že délky funkcionalizovaných BNNTs lze účinně zkrátit z >10μm na ∼500nm ultrazvukem. Jejich experimenty naznačují, že účinná ultrazvuková disperze BNNT v roztoku je nezbytná pro takové řezání BNNT redukce velikosti a řezání.

Boron nitride nanotubes can be efficiently dispersed and reduced in length using high-intensity ultrasonication

c Dobře dispergované mPEG- DSPE/BNNTs ve vodě po 2 hodinách použití ultrazvuku . d Schematický zástupce BNNT funkcionalizované molekulou mPEG-DSPE
(studie a obrázek: Lee et al. 2012)

Ultrasonic dispersion is a well established technique to disperse and exfoliate boron nitride nanotubes.

Ultrazvuková homogenizátor UP400St pro rozptýlení nanotrubiček nitrinu bóru (BNNT)

Žádost o informace





Vysoce výkonné ultrasonicators pro zpracování BNNT

Inteligentní vlastnosti ultrasonicators Hielscher jsou navrženy tak, aby zaručily spolehlivý provoz, reprodukovatelné výsledky a uživatelskou přívětivost. Provozní nastavení lze snadno získat a vytočit pomocí intuitivní nabídky, ke které lze přistupovat prostřednictvím digitálního barevného dotykového displeje a dálkového ovládání prohlížeče. Proto jsou všechny podmínky zpracování, jako je čistá energie, celková energie, amplituda, čas, tlak a teplota, automaticky zaznamenány na vestavěné SD kartě. To vám umožní revidovat a porovnat předchozí zvukové běhy a optimalizovat exfoliační a disperzní proces nanotrubiček a nanomateriálů boru nitrinu s nejvyšší účinností.
Hielscher Ultrazvukové systémy se používají po celém světě pro výrobu vysoce kvalitních BNNTs. Hielscher průmyslové ultrasonicators mohou snadno provozovat vysoké amplitudy v nepřetržitém provozu (24/7/365). Amplitudy až 200μm lze snadno generovat se standardními sonárody (ultrazvukové sondy / rohy). Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonorody. Díky své robustnosti a nízké údržbě jsou naše ultrazvukové exfoliační a disperzní systémy běžně instalovány pro náročné aplikace a v náročných prostředích.
Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody.
Hielscher ultrazvukové procesory pro disperzi a exfoliaci nanotrubiček bor dusidů, stejně jako CNT a grafen jsou již instalovány po celém světě v komerčním měřítku. Kontaktujte nás nyní a prodiskutujte svůj výrobní proces BNNT! Naši zkušení zaměstnanci rádi sdělí více informací o procesu exfoliace, ultrazvukových systémech a cenách!
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.

Literatura / Reference



Fakta Worth Knowing

Bor nitritové nanotrubiky a nanomateriály

Nanotrubiček boritý nitří nabízejí jedinečnou atomovou strukturu sestavenou z atomů bóru a dusíku uspořádaných v šestiúhelníkové síti. Tato struktura poskytuje BNNT řadu vynikajících vnitřních vlastností, jako je vynikající mechanická pevnost, vysoká tepelná vodivost, elektricky izolační chování, piezoelektrická vlastnost, schopnost neutronového stínění a oxidační odolnost. Mezeru v pásmu 5 eV lze také vyladit pomocí příčných elektrických polí, což bNNT zajímá pro elektronická zařízení. Kromě toho mají BNNT vysokou oxidační odolnost až do 800 °C, vykazují vynikající piezoelektričnost a mohou být dobrým materiálem pro skladování vodíku při pokojové teplotě.

BNNTs vs Grafen: BNNTs jsou strukturální analogy grafenu. Hlavním rozdílem mezi nanomateriály na bázi dusitidy bóru a jejich protějšky na bázi uhlíku je povaha vazeb mezi atomy. Vazba C-C v uhlíkových nanomateriálech má čistý kovalentní charakter, zatímco vazby B-N představují částečně iontový charakter díky e-párům v hybridizovaném B-N SP2. (viz Emanet et al. 2019)

BNNTs vs. Uhlíkové nanotrubice: Nanotrubice boru nitřídy (BNNT) vykazují podobnou trubkovou nanostrukturu jako uhlíkové nanotrubice (CNT), ve kterých jsou atomy bóru a dusíku uspořádány v šestiúhelníkové síti.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.