Hielscher Ultralydsteknologi

Ultralyd Dispersering af Carbon Nanotubes (CNT)

Carbonnanotubes er stærke og fleksible, men meget sammenhængende. De er vanskelige at sprede i væsker, såsom vand, ethanol, olie, polymer eller epoxyharpiks. Ultralyd er en effektiv metode til at opnå diskret – single-dispergeret – carbonnanorør.

Carbonnanotubes (CNT) anvendes i klæbemidler, overtræk og polymerer og som elektrisk ledende fyldstoffer i plast for at bortlede statiske ladninger i elektrisk udstyr og i elektrostatisk malingsbare bilkropspaneler. Ved anvendelse af nanorør kan polymerer gøres mere modstandsdygtig overfor temperaturer, hårde kemikalier, ætsende omgivelser, ekstreme tryk og slid. Der er to kategorier af carbon nanorør: Enkelvægs nanorør (SWNT) og multi-wall nanorør (MWNT).

Ultralydbehandling er en enkel og effektiv metode til at sprede kulstofnorør i vand eller organiske opløsningsmidler.Carbonnanotubes er generelt tilgængelige som tør materiale, fx fra virksomheder, som f.eks SES-forskning eller CNT Co., Ltd. En enkel, pålidelig og skalerbar proces for deagglomeration er nødvendig for at udnytte nanorør til deres maksimale potentiale. For væsker på op til 100.000 cP ultralyd er en meget effektiv teknologi til spredning af nanorør i vand, olie eller polymerer ved lave eller høje koncentrationer. De flydende jetstrømme, der er resultatet af Ultrasonic kavitation, overvinde bindekræfterne mellem nanorørene og adskille rørene. På grund af de ultralydsgenererede forskydningskræfter og mikroturbulenser kan ultralyd også hjælpe med overfladebelægning og kemisk reaktion af nanorør med andre materialer.

Ultralydbehandling er en effektiv fremgangsmåde til at eliminere carbonnanotubes i vand eller organiske opløsningsmidler.Generelt er en grov nanorør-dispersion først forblandet af en standard omrører og derefter homogeniseret i ultralyd flow celle reaktor. Videoen nedenfor (Klik på billede for at starte!) viser en laboratorieprøveversion (batchsonikering ved hjælp af en UP400S) dispergerende multiwall carbonnanotubes i vand ved lav koncentration. På grund af carbonens kemiske natur er dispergeringsopførelsen af ​​nanorør i vand ret vanskelig. Som det fremgår af videoen, kan det let demonstreres, at ultralydbehandling er i stand til effektivt at sprede nanorør.

Ultralyddispersion af Carbon Nanotubes: Hielscher ultralydator UP400S (400W) spreder og omringer CNT'er hurtigt og effektivt i enkelte nanorør.

Dispersing af carbon nanorør i vand ved hjælp af UP400S

Dispersion af individuelle SWNT'er med høj længde

Et stort problem for behandling og manipulation af SWNT er rørets iboende uopløselighed i almindelige organiske opløsningsmidler og vand. Funktionalisering af nanotubes sidevæg eller åbne ender for at skabe en passende grænseflade mellem SWNT'erne og opløsningsmidlet fører kun til delvis udskillelse af SWNT-tovene.
Som et resultat bliver SWNT'erne typisk dispergeret som bundter frem for fuldt isolerede individuelle objekter. Når for hårde betingelser anvendes under spredning, afkortes SWNT'erne i længder mellem 80 og 200 nm. Selv om dette er nyttigt til bestemte tests, er denne længde for lille til de fleste praktiske anvendelser, såsom halvledende eller forstærkende SWNT'er. Kontrolleret, mild ultralydbehandling (f.eks. Ved UP200Ht med 40mm sonotrode) er en effektiv fremgangsmåde til fremstilling af vandige dispersioner af lange individuelle SWNT'er. Sekvenser af mild ultralyd minimerer afkortningen og giver maksimal bevarelse af strukturelle og elektroniske egenskaber.

Rensning af SWNT af Polymer-Assisted Ultralydbehandling

Det er vanskeligt at studere den kemiske modifikation af SWNT'er på molekylært niveau, fordi det er svært at opnå rene SWNT'er. As-grown SWNT'er indeholder mange urenheder, såsom metalpartikler og amorfe carboner. Ultralydning af SWNT'er i en monochlorbenzen (MCB) opløsning af poly (methylmethacrylat) PMMA efterfulgt af filtrering er en effektiv måde at rense SWNT'er på. Denne polymerassisterede oprensningsmetode tillader at fjerne urenheder fra så udviklede SWNT'er effektivt. (Yudasaka et al.) Nøjagtig kontrol af ultralydningsamplituden gør det muligt at begrænse skader på SWNT'erne.

Hielscher en række ultralydsenheder og tilbehør til effektiv spredning af nanorør.

Bed om mere information!

Udfyld venligst dette formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om brug af ultralyd til at sprede kulstofnorør.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur

Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): En enkel måde at kemisk reagere single-wall Crabon Nanotubes med organiske materialer ved hjælp af ultralyd; i Nano Letters, Vol. 1, nr. 7, 2001, s. 361-363.

Yudasaka, M .; Zhang, M .; Jabs, C .; Iijima, S. (2000): Appl. Phys. A 2000 71, 449.

Paredes, JI, Burghard, M. (2004): Dispersioner af Individuelle Enkeltbelagte Carbon Nanotubes af High Length, i: Langmuir, Vol. 20, nr. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.