Hielscher Ultrasonics
Vi vil med glæde diskutere din proces.
Ring til os: +49 3328 437-420
Send os en mail: info@hielscher.com

Ultralydsdispergering af kulstofnanorør (CNT)

Kulstofnanorør 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 – enkelt-dispergeret – kulstofnanorør.

Kulstofnanorør (CNT) bruges i klæbemidler, belægninger og polymerer og som elektrisk ledende fyldstoffer i plast for at sprede statiske ladninger i elektrisk udstyr og i elektrostatisk malbare karrosseripaneler. Ved brug af nanorør kan polymerer gøres mere modstandsdygtige over for temperaturer, skrappe kemikalier, ætsende miljøer, ekstreme tryk og slid. Der er to kategorier af kulstofnanorør: Enkeltvæggede nanorør (SWNT) og flervæggede nanorør (MWNT).

Anmodning om oplysninger







Industriel ultralydsdisperger til ensartet fordeling af CNT'er i vand eller opløsningsmidler.

Industriel ultralydshomogenisator UIP1500hdT til dispergering af kulstofnanorør (CNT) og andre nanomaterialer.

Ultralydshomogenisatorer er effektive og pålidelige til spredning af kulstofnanorør i vand eller organiske opløsningsmidler.Kulstofnanorør fås generelt som tørt materiale, f.eks. fra virksomheder, f.eks. SES-forskning eller CNT Co., Ltd. En enkel, pålidelig og skalerbar proces til deagglomerering er nødvendig for at udnytte nanorørene til deres maksimale potentiale. Til væsker på op til 100.000cP ultralyd er en meget effektiv teknologi til dispergering af nanorør i vand, olie eller polymerer ved lave eller høje koncentrationer. De flydende jetstrømme som følge af ultralyd kavitation, overvinde bindingskræfterne 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 procedure med repeterbare resultater til at løsne carbonnanorør i vand eller organiske opløsningsmidler.Generelt blandes en grov nanorør-dispersion først med en standardomrører og homogeniseres derefter i ultralydsflowcellereaktoren. Videoen nedenfor viser et laboratorieforsøg (batch-sonikering ved hjælp af en UP400S) dispergerer flervæggede kulstofnanorør i vand i lav koncentration. På grund af kulstoffets kemiske natur er nanorørs dispergerende adfærd i vand ret vanskelig. Som vist i videoen kan det let demonstreres, at ultralydbehandling er i stand til at sprede nanorør effektivt.

Ultralydsdispersion af kulstofnanorør: Hielscher ultralydsapparat UP400S (400W) spreder og detangles CNT'er hurtigt og effektivt i enkelte nanorør.

Spredning af kulstofnanorør i vand ved hjælp af UP400S

Video Miniature

Ultralydsdispersion er yderst effektiv til at dispergere nanofyldstoffer i polymerer og epoxyharpikser.

Sammenligning af forskellige nanofillers dispergeret i hærder ved hjælp af sonde-type ultralydbehandling): (a) 0,5 vægt% kulstof-nanofiber (CNF); b) 0,5 vægtprocent CNT-oxid c) 0,5 vægtprocent kulstofnanorør (CNT) d) 0,5 vægtprocent CNT halvdispergeret.
Studie og billede: ©Zanghellini et al., 2021

Spredning af individuelle SWNT'er af høj længde

Et stort problem ved behandling og manipulation af SWNT'er er rørenes iboende uopløselighed i almindelige organiske opløsningsmidler og vand. Funktionalisering af nanorørets sidevæg eller åbne ender for at skabe en passende grænseflade mellem SWNT'erne og opløsningsmidlet fører for det meste kun til delvis eksfoliering af SWNT-rebene.
Som følge heraf spredes SWNT'erne typisk som bundter snarere end fuldt isolerede individuelle objekter. Når der anvendes for barske forhold under spredning, forkortes SWNT'erne til længder mellem 80 og 200 nm. Selvom dette er nyttigt til visse tests, er denne længde for lille til de fleste praktiske anvendelser, såsom halvledende eller forstærkende SWNT'er. UP200Ht med 40 mm sonotrode) er en effektiv procedure til fremstilling af vandige dispersioner af lange individuelle SWNT'er. Sekvenser af mild ultralydbehandling minimerer afkortningen og tillader maksimal bevarelse af strukturelle og elektroniske egenskaber.

Oprensning af SWNT ved polymerassisteret ultralydbehandling

En enkel måde at kemisk reagere enkeltvæggede kulstofnanorør med organiske materialer ved hjælp af ultralydbehandling. Koshio et al., 2001Det er vanskeligt at studere den kemiske modifikation af SWNT'er på molekylært niveau, fordi det er vanskeligt at opnå rene SWNT'er. Ultralydbehandling 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 gør det muligt at fjerne urenheder fra SWNT'er i voks effektivt. (Yudasaka et al.) Nøjagtig kontrol af ultralydsamplituden gør det muligt at begrænse skader på SWNT'erne.

Hielscher's Bredt udvalg af ultralydsenheder og tilbehør til effektiv spredning af nanorør.

Kontakt os! / Spørg os!

Bed om mere information

Brug formularen nedenfor til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, CNT-dispersion og pris. Vi vil med glæde diskutere din nanorørproces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!














Litteratur


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 fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

Vi vil med glæde diskutere din proces.

Let's get in contact.