Ultrazvukové Dispergace z uhlíkových nanotrubic (CNT)
Carbonnanotubes jsou silné a pružné, ale velmi soudržná. Jsou obtížně dispergují do kapaliny, jako je voda, ethanol, olej, polymeru nebo epoxidové pryskyřice. Ultrazvuk je efektivní metoda pro získání diskrétní – jedno disperzní – uhlíkové trubky.
Carbonnanotubes (CNT) se používají v lepidlech, nátěrové hmoty a polymery a jako elektricky vodivých plniv v plastech pro rozptýlení statické elektřiny v elektrických zařízení a v elektrostaticky paintable karosářských panelů. Při použití nanotrubiček, polymery mohou být odolnější vůči teplotám, chemikálie, korozivní prostředí, extrémní tlaky a oděru. Existují dvě kategorie uhlíkových nanotrubiček: jednostěnné nanotrubice (SWNT) a multi-nanotrubek (MWNT).
Carbonnanotubes jsou zpravidla k dispozici jako suchý materiál, např. od společností, jako je Výzkum SES nebo CNT co., Ltd. K využití nanotrubek k jejich maximálnímu potenciálu je nutný jednoduchý, spolehlivý a škálovatelný proces pro deagglomaci. U kapalin až 100 000 CP ultrazvukem je velmi účinná technologie pro rozptýlení nanotrubek ve vodě, oleji nebo polymerech při nízkých nebo vysokých koncentracích. Tekuté proudové proudy v důsledku ultrazvukové kavitace, Překonání vazebné síly mezi nanotrubice, a oddělte trubky. Vzhledem k ultrazvukově generované smykové síly a mikro turbulencí ultrazvuku mohou pomoci při povrchové vrstvy a chemickou reakcí nanotrubiček s jinými materiály, také.
Obecně je hrubý nantrupové disperze nejprve předem promíchaný standardním míchačkou a poté homogenizován v ultrazvukových reaktorových buňkách. Níže uvedené video (klepněte na obrázek, který chcete spustit!) znázorňuje laboratorní zkoušku (dávková sonikace pomocí UP400S) Dispergování multiwall carbonnanotubes ve vodě při nízké koncentraci. Vzhledem k chemické povaze uhlíku dispergační chování nanotrubiček ve vodě je poměrně obtížné. Jak je vidět na videu, to může být snadno prokázat, že ultrazvuku je schopen efektivně rozptýlit nanotrubice.
Rozptyl jednotlivých SWNTs Vysokých Délka
Velkým problémem pro zpracování a manipulaci s SWNTs je vlastní nerozpustnosti trubek v běžných organických rozpouštědel a vody. Funkcionalizace nanotrubic boční stěny nebo otevřených konců pro vytvoření vhodného rozhraní mezi SWNTs a rozpouštědlo většinou vedou k částečné odlupování z SWNT lan, pouze.
V důsledku toho, že SWNTs jsou obvykle dispergovány jako svazky, nikoli zcela izolovaných jednotlivých objektů. Jsou-li použity příliš tvrdé podmínky během disperze, SWNTs zkrácena na délku mezi 80 a 200 nm. I když to je užitečné pro některé testy, tato délka je příliš malá pro většinu praktických aplikací, jako jsou polovodičové nebo výztužných SWNTs. Řízené, mírná ultrazvukem (například UP200Ht s 40mm sonotrode) Je účinný postup pro přípravu vodné disperze dlouhých jednotlivých SWNTs. Sekvence mírné ultrazvuku minimalizovat zkrácení a umožňují maximální zachování strukturální a elektronických vlastností.
Čištění SWNT při ultrazvuku asistované polymerem
Je obtížné studovat chemickou modifikaci SWNTs na molekulární úrovni, protože je obtížné získat čisté SWNTs. Jako dospělý SWNTs obsahuje mnoho nečistot, jako jsou kovové částice a amorfní uhlíky. Ultrazvuku z SWNTs v roztoku monochlorbenzen (MCB) poly (methylmethakrylát), PMMA následuje filtrace je efektivní způsob, jak očistit SWNTs. Tento polymer-pomáhal způsob čištění umožňuje efektivní odstranění nečistot z as-pěstovaných SWNTs. (Yudasaka a kol.) Přesné řízení amplitudy ultrazvuku umožňuje omezit škody na SWNTs.
Hielscher rozsah ultrazvukových přístrojů a příslušenství pro efektivní rozptýlení nanotrubiček.
- Kompaktní laboratorní přístroje až do výše 400 wattů energie pro dispergování do menších objemech až 2 litry
- 500 a 1000 a 2000 W ultrazvukové procesory podobně jako UIP1000hd dokáže zpracovat větší objemy.
- Ultrazvukové systémy 2, 4, 10 a 16kW a více pro zpracování na komerční úrovni.
Literatura
Koshio, A., Yudasaka, M. Zhang, M., Iijima, S. (2001): Jednoduchý způsob, jak chemicky reagovat Single-Wall Crabon nanotrubičky s organickými materiály pomocí ultrazvuku; v Nano Letters, sv. 1, No. 7, 2001, s. 361-363.
Yudasaka, M .; Zhang, M .; Jabs, C .; Iijima, S. (2000): Appl. Phys. Z roku 2000, 71, 449.
Paredes, JI, Burghard, M. (2004): Disperze Individuální Single uhlíkové nanotrubice High délka, in: Langmuir, sv. 20, No. 12, 2004, 5149 - 5152, American Chemical Society.