Hielscher Ultrasonics
Meil on hea meel teie protsessi arutada.
Helistage meile: +49 3328 437-420
Saatke meile kiri: info@hielscher.com

Boornitriidi nanotorud – Kooritud ja hajutatud ultrahelitöötluse abil

Ultraheli rakendatakse edukalt boornitriidi nanotorude (BNNT) töötlemiseks ja hajutamiseks. Kõrge intensiivsusega ultrahelitöötlus tagab homogeense eemaldamise ja jaotumise erinevates lahendustes ning on seega oluline töötlemismeetod BNNT-de lisamiseks lahendustesse ja maatriksitesse.

Boornitriidi nanotorude ultraheli töötlemine

Boornitriidi nanotorude (BNNT) või boornitriidi nanostruktuuride (BNN) (nt nanolehed ja nanoribbonid) lisamiseks vedelatesse lahustesse või polümeersetesse maatriksitesse on vaja tõhusat ja usaldusväärset dispersioonitehnikat. Ultraheli dispersioon annab vajaliku energia boornitriidi nanotorude ja boornitriidi nanostruktuuride koorimiseks, detangeerimiseks, hajutamiseks ja funktsionaliseerimiseks kõrge efektiivsusega. Suure intensiivsusega ultraheli täpselt kontrollitavad töötlemisparameetrid (st energia, amplituud, aeg, temperatuur ja rõhk) võimaldavad töötlemistingimusi individuaalselt kohandada soovitud protsessi eesmärgiga. See tähendab, et ultraheli intensiivsust saab reguleerida konkreetse koostise suhtes (BNNT-de kvaliteet, lahusti, tahke-vedeliku kontsentratsioon jne), saades seeläbi optimaalsed tulemused.

Boornitriidi nanotorusid (BNNT) saab sünteesida ultrahelitöötluse abil

Ultraheli rada boornitriidi nanotasside sünteesimiseks(uuring ja graafik: Yu et al. 2012)

Ultraheli BNNT ja BNN töötlemise rakendused hõlmavad kogu valikut kahemõõtmeliste boornitriidi nanostruktuuride (2D-BNN) homogeensest dispersioonist kuni nende funktsionaliseerimiseni ja ühekihilise kuusnurkse boornitriidi keemilise koorimiseni. Allpool tutvustame üksikasju ultraheli dispersiooni, koorimise ja BNNT-de ja BNN-ide funktsionaliseerimise kohta.

Teabe nõudmine




Pange tähele meie Privaatsuspoliitika.




Boornitriidi nanotorude dispersioon, kasutades suure intensiivsusega ultrasonikaatoreid Hielscher Ultrasonics

Ultraheli dispergeerijate paigaldamine (2x UIP1000hdT) boornitriidi nanotorude tööstuslikuks töötlemiseks

Boornitriidi nanotorude ultraheli dispersioon

Kui boornitriidi nanotorusid (BNNT) kasutatakse polümeeride tugevdamiseks või uute materjalide sünteesimiseks, on vaja ühtlast ja usaldusväärset dispersiooni maatriksisse. Ultraheli dispergeerijaid kasutatakse laialdaselt nanomaterjalide, näiteks CNT-de, metalliliste nanoosakeste, südamikukesta osakeste ja muud tüüpi nanoosakeste hajutamiseks teise faasi.
Ultraheli dispersiooni on edukalt rakendatud BNNT-de ühtlaseks eemaldamiseks ja jaotamiseks vesi- ja mittevesilahustes, sealhulgas etanoolis, PVP etanoolis, TX100 etanoolis ja mitmesugustes polümeerides (nt polüuretaan).
Ultraheliga valmistatud BNNT dispersiooni stabiliseerimiseks kasutatav pindaktiivne aine on 1%wt naatriumdodetsüülsulfaadi (SDS) lahus. Näiteks 5 mg BNNT-d on ultraheli dispergeeritud viaalis 5 ml 1% wt. SDS-lahus, kasutades ultraheli sondi tüüpi dispergeerijat, näiteks UP200St (26kHz, 200W).

BNNT-de vesidispersioon ultraheli abil

Tänu oma tugevale van der Waalsi interaktsioonile ja hüdrofoobsele pinnale on boornitriidi nanotorud veepõhistes lahustes halvasti dispergeeruvad. Nende probleemide lahendamiseks kasutasid Jeon jt (2019) Pluronic P85 ja F127, millel on nii hüdrofiilsed rühmad kui ka hüdrofoobsed rühmad, et funktsionaliseerida BNNT ultrahelitöötluse all.

Boornitriidi nanotorude (BNNT) pikkuse vähendamine ja lõikamine suure intensiivsusega ultraheli abil

SEM-pildid lühendatud BNNT-dest pärast erinevaid ultrahelitöötluse kestusi. Nagu näidatud, vähenevad nende BNNT-de pikkused kumulatiivse ultrahelitöötluse kestuse suurenemisega.(uuring ja pilt: Lee et al. 2012)

Boornitriidi nanolehtede pindaktiivse ainevaba koorimine ultrahelitöötluse abil

Lin et al. (2011) present a clean method of exfoliation and dispersion of hexagonal boron nitride (h-BN). Hexagonal boron nitride is traditionally considered to be insoluble in water. However, they were able to demonstrate that water is effective to exfoliate the layered h-BN structures using ultrasonication, forming “puhas” aqueous dispersions of h-BN nanosheets without the use of surfactants or organic functionalization. This ultrasonic exfoliation process produced few-layered h-BN nanosheets as well as monolayered nanosheet and nanoribbon species. Most nanosheets were of reduced lateral sizes, which was attributed to the cutting of parent h-BN sheets induced by the sonication-assisted hydrolysis (corroborated by the ammonia test and spectroscopy results). The ultrasonically induced hydrolysis also promoted the exfoliation of h-BN nanosheets in assistance to the polarity effect of the solvent. The h-BN nanosheets in these “puhas” aqueous dispersions exhibited good processability via solution methods retaining their physical characteristics. The dispersed h-BN nanosheets in water also exhibited strong affinity toward proteins such as ferritin, suggesting that the nanosheet surfaces were available for further bio-conjugations.

Ultrasonicator UP200St (200W) tahma hajutamine vees, kasutades pindaktiivse ainena 1% wt Tween80.

Süsiniku tahma ultraheli dispersioon, kasutades ultrasonikaatorit UP200St

Video pisipilt

Teabe nõudmine




Pange tähele meie Privaatsuspoliitika.




Sono-mehaaniline dispersioonimeetod, mis kasutab ultraheli kavitatsiooni ja nihkejõude, on puhtalt füüsiline segamismeetod, mis on osutunud võimeliseks BNNT-sid debundeerima ja stabiliseerima üksikuid BNNT-sid, säilitades samal ajal nende terviklikkuse ja sisemised omadused. Rakendades sobivat ultraheli energiat (Ws? ml), s.t. kohandatud amplituudi ja ultrahelitöötluse kestus, ultraheli dispersioon võib BNNTS-i ühtlaselt eemaldada ja hajutada. Suuremaid amplituudid ja pikemat ultrahelitöötlust saab rakendada, kui boornitriidi nanotorude pikkust tuleks vähendada. Lisateavet ultraheli suuruse vähendamise ja BNNT-de pikkuse lõikamise kohta leiate järgmisest jaotisest.

Boornitriidi nanotorude ultraheli suuruse vähendamine ja lõikamine

The length of boron nitride nanotubes plays a crucial role when it comes to the subsequent processing of BNNTs into polymers and other functionalized materials. Therefore it is an important fact that sonication of the BNNTs in solvent could not only separate BNNTs individually, but also shorten the bamboo structured BNNTs under controlled conditions. The shortened BNNTs have a much lower chance of bundling during composite preparation.Lee at al. (2012) demonstrated that the lengths of functionalized BNNTs can be efficiently shortened from >10µm to ∼500nm by ultrasonication. Their experiments suggest that effective ultrasonic dispersion of BNNT in solution is necessary for such cutting of BNNT size reduction and cutting.

Boornitriidi nanotorusid saab tõhusalt hajutada ja pikkuse võrra vähendada, kasutades suure intensiivsusega ultraheliuuringut

c) Hästi dispereeritud mPEG- DSPE/BNNT-d vees (pärast 2 tundi ultrahelitöötlust). d) mPEG-DSPE molekuliga funktsionaliseeritud BNNT skemaatiline esindaja(uuring ja pilt: Lee et al. 2012)

Ultraheli dispersioon on hästi väljakujunenud tehnika boornitriidi nanotorude hajutamiseks ja koorimiseks.

Ultraheli homogenisaator UP400St boornitriidi nanotorude (BNNT) dispersiooniks

Teabe nõudmine




Pange tähele meie Privaatsuspoliitika.




Suure jõudlusega ultrasonikaatorid BNNT töötlemiseks

Hielscheri ultrasonikaatorite nutikad omadused on loodud usaldusväärse töö, reprodutseeritavate tulemuste ja kasutajasõbralikkuse tagamiseks. Tööseadetele pääseb hõlpsasti juurde ja neid saab valida intuitiivse menüü kaudu, millele pääseb juurde digitaalse värvilise puuteekraani ja brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu. Seetõttu salvestatakse kõik töötlemistingimused, nagu netoenergia, koguenergia, amplituud, aeg, rõhk ja temperatuur, automaatselt sisseehitatud SD-kaardile. See võimaldab teil läbi vaadata ja võrrelda varasemaid ultrahelitöötluse käike ning optimeerida boornitriidi nanotorude ja nanomaterjalide koorimis- ja dispersiooniprotsessi kõrgeima efektiivsusega.
Hielscher Ultrasonics süsteeme kasutatakse kogu maailmas kvaliteetsete BNNT-de tootmiseks. Hielscheri tööstuslikud ultrasonikaatorid võivad pidevas töös kergesti käivitada kõrge amplituudiga (24/7/365). Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt genereerida standardsete sonotroodidega (ultraheli sondid? sarved). Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Tänu oma vastupidavusele ja madalale hooldusele on meie ultraheli koorimis- ja dispersioonisüsteemid tavaliselt paigaldatud raskeveokite rakendustele ja nõudlikes keskkondades.
Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid.
Hielscheri ultraheli protsessorid boornitriidi nanotorude hajutamiseks ja koorimiseks, samuti CNT-d ja grafeen on juba kaubanduslikul tasandil paigaldatud kogu maailmas. Võtke meiega kohe ühendust, et arutada oma BNNT tootmisprotsessi! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega rohkem teavet koorimisprotsessi, ultraheli süsteemide ja hinnakujunduse kohta!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Partii maht Voolukiirus Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml? min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml? min UP200Ht, UP400St
0.1 kuni 20L 0.2 kuni 4L? min UIP2000hdT
10 kuni 100L 2 kuni 10L/min UIP4000hdT
mujal liigitamata 10 kuni 100 L? min UIP16000
mujal liigitamata Suurem klaster UIP16000

Võta meiega ühendust!? Küsi meilt!

Küsi lisainfot

Palun kasutage allolevat vormi, et taotleda lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile teie vajadustele vastavat ultraheli süsteemi!









Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.




Ultraheli kõrge nihkega homogenisaatoreid kasutatakse laboris, pink-topis, piloot- ja tööstuslikus töötlemises.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.



Kirjandus? Viited

Faktid, mida tasub teada

Boornitriidi nanotorud ja nanomaterjalid

Boornitriidi nanotorud pakuvad ainulaadset aatomstruktuuri, mis on kokku pandud boori ja lämmastiku aatomitest, mis on paigutatud kuusnurksesse võrku. See struktuur annab BNNT-le arvukalt suurepäraseid sisemisi omadusi, nagu suurepärane mehaaniline tugevus, kõrge soojusjuhtivus, elektriliselt isoleeriv käitumine, piesoelektriline omadus, neutronite varjestusvõime ja oksüdatsioonikindlus. 5 eV ribalaiust saab häälestada ka põikisuunaliste elektriväljade abil, mis muudavad BNNT-d elektroonikaseadmete jaoks huvitavaks. Lisaks on BNNT-del kõrge oksüdatsioonikindlus kuni 800 °C, neil on suurepärane piesoelektrilisus ja need võivad olla hea toatemperatuuriga vesiniku salvestusmaterjal.

BNNT-d vs grafeen: BNNT-d on grafeeni struktuursed analoogid. Peamine erinevus boornitriidipõhiste nanomaterjalide ja nende süsinikupõhiste analoogide vahel on aatomite vaheliste sidemete olemus. Süsiniku nanomaterjalides sisalduval sidemel C-C on puhas kovalentne iseloom, samas kui B-N sidemetel on osaliselt ioonne iseloom, mis on tingitud sp2 hübridiseeritud B-N e-paaridest. (vrd Emanet et al. 2019)

BNNT-d vs süsiniknanotorud: boornitriidi nanotorudel (BNNT) on sarnane torukujuline nanostruktuur süsiniku nanotorudega (CNT), milles boori- ja lämmastikuaatomid on paigutatud kuusnurksesse võrku.

Xenes: Xenes on 2D, monoelementaalsed nanomaterjalid. Silmapaistvad näited on borofeen, galleen, silicene, germanene, stanene, fosforeen, arseen, antimoneen, vismuteen, tellureen ja seleneen. Xenesil on erakordsed materjaliomadused, mis võivad seega murda läbi teiste 2D-materjalide praktiliste rakendustega seotud piirangutest. Lisateave kseenide ultraheli koorimise kohta!


Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit kompaktsest labori ultrasonikaatorist üle pink-top ühikute kuni täistööstuslike ultraheli süsteemideni.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.

Meil on hea meel teie protsessi arutada.

Let's get in contact.