Jednoduché uhlíkové nanotrubice (SWNT nebo SWCNT) mají jedinečné charakteristiky, ale k jejich vyjádření musí být jednotlivě rozptýleny. Aby se plně využily výjimečné charakteristiky jednoramenných uhlíkových nanotrubic, musí být trubice nejčastěji roztažena. SWNT jako jiné nanočástice vykazují velmi vysoké přitažlivé síly, takže je zapotřebí výkonné a efektivní techniky pro spolehlivou deaglomeraci a rozptylování. Zatímco běžné směšovací techniky neposkytují intenzitu potřebnou k oddělení SWNT bez poškození, je prokázáno, že ultrazvuk s vysokým výkonem rozkládá a rozptýlí SWCNT. Ultrazvukové generované kavitační smykové síly jsou dostatečně silné k překonání spojovacích sil, zatímco intenzita ultrazvuku může být přesně nastavena, aby se zabránilo poškození SWCNT.

Problém:

Jednoduché uhlíkové nanotrubice (SWCNT) se liší od nanočástic s více vlákny (MWNT / MWCNT) podle jejich elektrických vlastností. Rozdíl pásma SWCNT se může lišit od nuly do 2 eV a jejich elektrická vodivost je charakteristická kovovým nebo polovodivým chováním. Protože nanočástice s jedním povrchem jsou vysoce soudržné, jednou z hlavních překážek při zpracování SWCNT je neodmyslitelná nerozpustnost trubek v organických rozpouštědlech nebo ve vodě. Pro využití plného potenciálu SWCNT je zapotřebí jednoduchý, spolehlivý a škálovatelný proces deagglomerace trubek. Zvláště funkcionalizace bočních stěn CNT nebo otevřených konců pro vytvoření vhodného rozhraní mezi SWCNT a organickým rozpouštědlem vede pouze k částečné exfolii SWCNT. Proto jsou SWCNT většinou rozptýleny spíše jako svazky než jednotlivé deaglomerované lana. Pokud je stav během rozptylu příliš tvrdý, budou SWCNT zkráceny na délky mezi 80 a 200 nm. Pro většinu praktických aplikací, tj. Pro polovodičové nebo výztužné SWCNTs, je tato délka příliš malá.

Řešení:

Ultrasonikace je velmi účinná metoda rozptýlení a deaglomerace uhlíkových nanotrubic, protože ultrazvukové vlny ultrazvuku s vysokou intenzitou vytvářejí kavitaci v kapalinách. Zvuková vlna šířící se v kapalném médiu vede k střídání vysokotlakých (kompresních) a nízkotlakých (vyfukovaných) cyklů, přičemž sazby závisí na frekvenci. Během nízkotlakého cyklu vytvářejí vysoce intenzivní ultrazvukové vlny v kapalině malé vakuové bubliny nebo prázdné prostory. Když bubliny dosáhnou objemu, ve kterém již nemohou absorbovat energii, prudce se zhroutí během vysokotlakého cyklu. Tento jev se nazývá kavitace. Během implozí jsou dosaženy velmi vysoké teploty (cca 5 000 K) a tlaky (cca 2 000 k). Implozion kavitační bubliny také vede k tekutinovým tryskám rychlostí až 280 m / s. Tyto proudy kapalných proudů, které jsou výsledkem ultrazvukové kavitace, Překonání vazebné síly mezi uhlíkových nanotrubiček a tudíž se stane nanotrubice deaglomeruje. Mírný, řízené ultrazvukové léčba je vhodná metoda pro vytvoření povrchově stabilizované suspenze rozptýlených SWCNTs s vysokou délkou. Pro řízené produkce SWCNTs, Hielscher je ultrazvukové procesory umožňuje běh v širokém rozsahu ultrazvukových parametrů souprav. Ultrazvukové amplituda, tlak kapaliny a kapalné kompozice se může měnit v tomto pořadí na konkrétní materiál a proces. To nabízí variabilní možnosti úprav, jako je například

• Sonotrode amplitudy až 170 mikronů
• kapalné tlaky až do 10 bar
• kapalné průtoky až 15L / min (v závislosti na procesu)
• tekuté teploty až 80 .degree.C (jiné teploty na vyžádání)
• Materiál Viskozita až 100.000cp

 

Kromě toho, ultrazvuku jako metoda čištění polymeru asistované umožňuje odstranění nečistot z as-pěstovaných SWCNTs, efektivně. Je obtížné studovat chemickou modifikaci SWCNTs na molekulární úrovni, protože je obtížné získat čisté SWNTs. Jako dospělý SWCNTs obsahuje mnoho nečistot, jako jsou kovové částice a amorfní uhlíky. Ultrazvuku z SWCNTs v roztoku monochlorbenzen (MCB) poly (methylmethakrylát), PMMA následuje filtrace je efektivní způsob, jak očistit SWCNTs. Tento polymer-pomáhal způsob čištění umožňuje odstranění nečistot z as-pěstovaných SWCNTs efektivně. Přesné řízení amplitudy ultrazvuku umožňuje vyloučit nebo omezit poškození SWCNTs.

ultrazvukový Equipment

Hielscher nabízí vysoký výkon ultrazvukové procesory Pro použití ultrazvuku každý svazek. Ultrazvukové zařízení od 50 wattů do 16.000 W, které by mohly zřízeny ve shlucích, umožňují najít vhodné ultrazvukové pro každou aplikaci, v laboratoři, tak v průmyslu. Pro sofistikované disperzi nanotrubiček, se doporučuje kontinuální ultrazvuku. S použitím průtokové buňky Hielscher, to stane se možné dispergovat CNT do kapalin zvýšené viskozity, jako jsou polymery s vysokou viskozitou taveniny a termoplastů.

Klikněte zde se dozvíte více o rozptýlení a modifikace nanotrubek podle výkonového ultrazvuku!