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

Noroozi et al. (2014) found that at “higher particle concentration, there was greater enhancement of the thermal diffusivity of the nanofluids resulting from sonication. Moreover, greater stability and enhancement of thermal diffusivity were obtained by sonicating the nanofluids with the higher power probe sonicator prior to measurement.” Thermal diffusivity enhancement was greater for the smaller-sized NPs. This is because smaller particles have higher effective surface area to volume ratios. Thus, smaller particles helped form a stable nanofluid and sonication with an ultrasonic probe resulted a substantial effect on the thermal diffusivity. (Noroozi et al. 2014)

Οδηγίες βήμα προς βήμα για την υπερηχητική παραγωγή νανοφλουιδίων Al2O3-νερού

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

Elcioglu et al. (2021) state in their scientific study that “Ultrasonication is an essential process for proper dispersion of nanoparticles in base fluid and stability, as well as for optimum properties for real-world applications.” They used the ultrasonicator UP200Ht to produce ZnO? water nanofluids. Sonication had clear effects on surface tension of the aqueous ZnO nanofluid. The researchers findings result in the conclusion that surface tension, nano-film formation and other related features of any nanofluid can be adjusted and tuned under proper ultrasonication conditions.

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’ processors give you full control over all important processing parameters such as energy input, ultrasonic intensity, amplitude, pressure, temperature and retention time. Thereby, you can adjust the parameters to optimized conditions, which leads subsequently to high-quality nanofluids.

• Για κάθε τόμο? 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: