Πώς να φτιάξετε νανοφλουίδια

Ένα νανοφλουίδιο είναι ένα κατασκευασμένο υγρό που αποτελείται από ένα βασικό υγρό που περιέχει νανοσωματίδια. Για τη σύνθεση νανοφλουιδίων, απαιτείται μια αποτελεσματική και αξιόπιστη τεχνική ομογενοποίησης και αποσυσσωμάτωσης για να εξασφαλιστεί υψηλός βαθμός ομοιόμορφης διασποράς. Υπερήχων διασκορπιστές είναι η ανώτερη τεχνολογία για την παραγωγή νανοφλουιδίων με εξαιρετικά χαρακτηριστικά. Υπερήχων διασπορά υπερέχει από την αποτελεσματικότητα, ταχύτητα, απλότητα, αξιοπιστία και φιλικότητα προς το χρήστη.

Τι είναι τα νανοφλουίδια;

Ένα νανοφλουίδιο είναι ένα υγρό που περιέχει σωματίδια νανομεγέθους (≺100nm), κοινώς αποκαλούμενα νανοσωματίδια. Τα νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται στα νανοφλουίδια είναι συνήθως κατασκευασμένα από μέταλλα, οξείδια, καρβίδια ή νανοσωλήνες άνθρακα. Αυτά τα νανοσωματίδια διασκορπίζονται σε ένα βασικό υγρό (π.χ. λάδι νερού κ.λπ.) προκειμένου να ληφθεί ένα μηχανικό κολλοειδές εναιώρημα, δηλαδή το νανοφλουίδιο. Τα νανοφλουίδια παρουσιάζουν ενισχυμένες θερμοφυσικές ιδιότητες όπως θερμική αγωγιμότητα, θερμική διάχυση, ιξώδες και συντελεστές μεταφοράς θερμότητας σε σύγκριση με τις ιδιότητες υλικού του βασικού υγρού.
Μια κοινή εφαρμογή των νανοφλουιδίων είναι η χρήση τους ως ψυκτικό ή ψυκτικό. Με την προσθήκη νανοσωματιδίων σε συμβατικά ψυκτικά μέσα (όπως νερό, λάδι, αιθυλενογλυκόλη, πολυαλφαολεφίνη κ.λπ.), βελτιώνονται οι θερμικές ιδιότητες των συμβατικών ψυκτικών μέσων.

• υγρά ψύξης / μεταφοράς θερμότητας
• Λιπαντικά
• Βιοϊατρική εφαρμογή

Κάνοντας νανοφλουίδια με έναν ομογενοποιητή υπερήχων

Η μικροδομή των νανοφλουιδίων μπορεί να επηρεαστεί και να χειριστεί με την εφαρμογή της καταλληλότερης τεχνολογίας ομογενοποίησης και παραμέτρων επεξεργασίας. Υπερήχων διασπορά έχει αποδειχθεί ως μια εξαιρετικά αποτελεσματική και αξιόπιστη τεχνική για την προετοιμασία νανοφλουιδίων. Οι υπερηχητικοί διασκορπιστές χρησιμοποιούνται στην έρευνα και τη βιομηχανία για να συνθέσουν, άλεση, διασπορά και ομογενοποίηση νανοσωματιδίων με υψηλή ομοιομορφία και στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων. Οι παράμετροι της διαδικασίας για τη σύνθεση των νανοφλουιδίων περιλαμβάνουν την είσοδο ενέργειας υπερήχων, το πλάτος υπερήχων, τη θερμοκρασία, την πίεση και την οξύτητα. Επιπλέον, οι τύποι και οι συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και των προσθέτων, καθώς και η σειρά με την οποία προστίθενται τα πρόσθετα στο διάλυμα, είναι σημαντικοί παράγοντες.
Είναι ευρέως γνωστό ότι οι ιδιότητες των νανοφλουιδίων εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη δομή και το σχήμα των νανοϋλικών. Επομένως, η απόκτηση ελεγχόμενων μικροδομών των νανοφλουιδίων είναι ο κύριος παράγοντας που συμβάλλει στη λειτουργικότητα και την ποιότητα των νανοφλουιδίων. Χρησιμοποιώντας βελτιστοποιημένες παραμέτρους υπερήχων όπως το πλάτος, πίεση, θερμοκρασία και εισροή ενέργειας (Ws / mL) είναι το κλειδί για την παραγωγή ενός σταθερού, ομοιόμορφου νανοφλουιδίου υψηλής ποιότητας. Υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία για να αποσυσσωματώσει και να διασκορπίσει σωματίδια σε ενιαία διασκορπισμένα νανοσωματίδια. Με μικρότερο μέγεθος σωματιδίων, η κίνηση Brownian (ταχύτητα Brownian) καθώς και οι αλληλεπιδράσεις σωματιδίων-σωματιδίων αυξάνονται και οδηγούν σε πιο σταθερά νανοφλουίδια. Hielscher υπερήχων επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο όλων των σημαντικών παραμέτρων επεξεργασίας, μπορεί να τρέχει συνεχώς σε μεγάλα πλάτη (24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα/365) και έρχονται με αυτόματο πρωτόκολλο δεδομένων για εύκολη αξιολόγηση όλων των υπερήχων τρέχει.

Υπερήχων διασκορπισμένο νανο-μεγέθους διοξείδιο του πυριτίου

Κατεργασία με υπερήχους Βελτιωμένη σταθερότητα των νανοφλουιδίων

Για τα νανοφλουίδια, ένας οικισμός νανοσωματιδίων έχει ως αποτέλεσμα όχι μόνο την καθίζηση και την απόφραξη των μικροδιαύλων αλλά και τη μείωση της θερμικής αγωγιμότητας των νανοφλουιδίων. Υπερήχων αποσυσσωμάτωση και διασπορά εφαρμόζονται ευρέως στην επιστήμη των υλικών και τη βιομηχανία. Κατεργασία με υπερήχους είναι μια αποδεδειγμένη τεχνική για την προετοιμασία σταθερών νανο-διασπορών με ομοιόμορφη κατανομή νανοσωματιδίων και μεγάλη σταθερότητα. Ως εκ τούτου, Hielscher υπερήχων διασκορπιστές είναι η προτιμώμενη τεχνολογία, όταν πρόκειται για την παραγωγή νανοφλουιδίων.

Υπερήχων παράγονται νανοφλουίδια στην έρευνα

Η έρευνα έχει διερευνήσει τις επιπτώσεις της υπερήχων και υπερήχων παραμέτρους σχετικά με τα χαρακτηριστικά των νανοφλουιδίων. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τα επιστημονικά ευρήματα σχετικά με την προετοιμασία νανοφλουιδίων υπερήχων.

Υπερήχων επιδράσεις στην προετοιμασία νανοφλουιδίων Al2O3

Οι Noroozi et al. (2014) διαπίστωσαν ότι σε “υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδίων, υπήρξε μεγαλύτερη ενίσχυση της θερμικής διαχυτότητας των νανορευστών που προέκυψε από τον ηχοβολισμό. Επιπλέον, μεγαλύτερη σταθερότητα και ενίσχυση της θερμικής διαχυτότητας επιτεύχθηκε με τον ηχοβολισμό των νανορευστών με τον ηχοβολέα μεγαλύτερης ισχύος πριν από τη μέτρηση.” Η ενίσχυση της θερμικής διαχυτότητας ήταν μεγαλύτερη για τα NP μικρότερου μεγέθους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μικρότερα σωματίδια έχουν μεγαλύτερη αποτελεσματική επιφάνεια προς όγκο. Έτσι, τα μικρότερα σωματίδια συνέβαλαν στο σχηματισμό ενός σταθερού νανορευστού και ο ηχοβολισμός με έναν αισθητήρα υπερήχων είχε ως αποτέλεσμα μια ουσιαστική επίδραση στη θερμική διαχυτότητα. (Noroozi et al. 2014)

Βήμα προς βήμα οδηγίες για την παραγωγή νανορευστών Al2O3-νερού με υπερήχους

Πρώτον, ζυγίστε τη μάζα των νανοσωματιδίων Al2O3 με ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό ισοζύγιο. Στη συνέχεια, τοποθετήστε σταδιακά νανοσωματίδια Al2O3 στο ζυγισμένο απεσταγμένο νερό και αναδεύστε το μείγμα Al2O3-νερού. Υπερήχων το μείγμα συνεχώς για 1h με μια συσκευή τύπου υπερήχων UP400S (400W, 24kHz, βλέπε εικόνα αριστερά) για την παραγωγή ομοιόμορφης διασποράς νανοσωματιδίων σε απεσταγμένο νερό. Τα νανοφλουίδια μπορούν να παρασκευαστούν σε διαφορετικά κλάσματα (0,1%, 0,5% και 1%). Δεν απαιτούνται αλλαγές επιφανειοδραστικής ουσίας ή pH. (Isfahani et al., 2013)

Υπερηχητικά συντονισμένα υδατικά νανοφλουίδια ZnO

Οι Elcioglu et al. (2021) αναφέρουν στην επιστημονική τους μελέτη ότι “Ο υπερηχητικός έλεγχος είναι μια ουσιαστική διαδικασία για τη σωστή διασπορά των νανοσωματιδίων στο βασικό υγρό και τη σταθερότητά τους, καθώς και για τις βέλτιστες ιδιότητες για πραγματικές εφαρμογές.” Χρησιμοποίησαν τον υπερηχοβολέα UP200Ht για την παραγωγή νανορευστών ZnO/νερού. Ο ηχοβολισμός είχε σαφείς επιδράσεις στην επιφανειακή τάση του υδατικού νανορευστού ZnO. Τα ευρήματα των ερευνητών οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η επιφανειακή τάση, ο σχηματισμός νανομεμβρανών και άλλα συναφή χαρακτηριστικά οποιουδήποτε νανορευστού μπορούν να ρυθμιστούν και να συντονιστούν υπό κατάλληλες συνθήκες υπερήχων.

Υπερήχων ομογενοποιητές για την παραγωγή νανοφλουιδίων

Hielscher Υπέρηχοι σχεδιάζει, κατασκευάζει και διανέμει υψηλής απόδοσης υπερήχων διασκορπιστές για όλα τα είδη των εφαρμογών ομογενοποίησης και αποσυσσωμάτωσης. Όταν πρόκειται για την παραγωγή νανοφλουιδίων, ο ακριβής έλεγχος υπερήχων και μια αξιόπιστη υπερηχητική επεξεργασία του εναιωρήματος νανοσωματιδίων είναι ζωτικής σημασίας.
Hielscher Ultrasonics’ Οι επεξεργαστές σας παρέχουν πλήρη έλεγχο όλων των σημαντικών παραμέτρων επεξεργασίας, όπως η εισερχόμενη ενέργεια, η ένταση υπερήχων, το πλάτος, η πίεση, η θερμοκρασία και ο χρόνος παραμονής. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να προσαρμόσετε τις παραμέτρους σε βελτιστοποιημένες συνθήκες, γεγονός που οδηγεί στη συνέχεια σε νανορευστά υψηλής ποιότητας.

• Για οποιοδήποτε όγκο; χωρητικότητα: Hielscher προσφέρει υπερήχων και ένα ευρύ χαρτοφυλάκιο αξεσουάρ. Αυτό επιτρέπει τη διαμόρφωση του ιδανικού συστήματος υπερήχων για την εφαρμογή και την παραγωγική σας ικανότητα. Από μικρά φιαλίδια με χιλιοστόλιτρα σε ροές μεγάλου όγκου χιλιάδων γαλονιών ανά ώρα, Hielscher προσφέρει την κατάλληλη λύση υπερήχων για τη διαδικασία σας.
• Ευρωστία: Τα συστήματα υπερήχων μας είναι ισχυρά και αξιόπιστα. Όλοι οι υπερήχων Hielscher είναι κατασκευασμένοι για λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα/365 και απαιτούν πολύ λίγη συντήρηση.
• Φιλικότητα προς το χρήστη: Επεξεργασμένο λογισμικό των συσκευών υπερήχων μας επιτρέπει την προεπιλογή και την αποθήκευση των ρυθμίσεων υπερήχων για μια απλή και αξιόπιστη υπερήχηση. Το διαισθητικό μενού είναι εύκολα προσβάσιμο μέσω μιας ψηφιακής έγχρωμης οθόνης αφής. Ο απομακρυσμένος έλεγχος του προγράμματος περιήγησης σάς επιτρέπει να χειρίζεστε και να παρακολουθείτε μέσω οποιουδήποτε προγράμματος περιήγησης στο διαδίκτυο. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων αποθηκεύει τις παραμέτρους διαδικασίας οποιασδήποτε υπερήχησης που εκτελείται σε ενσωματωμένη κάρτα SD.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας: