Kuidas teha nanovedelikke

Nanofluid on tehisvedelik, mis koosneb nanoosakesi sisaldavast baasvedelikust. Nanovedelike sünteesiks on vaja tõhusat ja usaldusväärset homogeniseerimise ja deagglomeratsiooni tehnikat, et tagada ühtlase dispersiooni kõrge tase. Ultraheli dispergeerijad on suurepärane tehnoloogia suurepäraste omadustega nanovedelike tootmiseks. Ultraheli dispersioon paistab silma tõhususe, kiiruse, lihtsuse, usaldusväärsuse ja kasutajasõbralikkuse poolest.

Mis on Nanofluidid?

Nanofluid on vedelik, mis sisaldab nanosuuruses osakesi (≺100nm), mida tavaliselt nimetatakse nanoosakesteks. Nanovedelikes kasutatavad nanoosakesed on tavaliselt valmistatud metallidest, oksiididest, karbiididest või süsiniknanotorudest. Need nanoosakesed dispergeeritakse baasvedelikku (nt veeõli jne), et saada tehislik kolloidsuspensioon, st nanofluid. Nanofluididel on täiustatud termofüüsikalised omadused, nagu soojusjuhtivus, termiline difusioonilisus, viskoossus ja konvektiivsed soojusülekandekoefitsiendid võrreldes baasvedeliku materjaliomadustega.
Nanovedelike ühine kasutamine on nende kasutamine jahutusvedelikuna või külmutusagensina. Nanoosakeste lisamisega tavapärastele jahutusvedelikele (nagu vesi, õli, etüleenglükool, polüalfaolefiin jne) paranevad tavapäraste jahutusvedelike termilised omadused.

Nanovedelike valmistamine ultraheli homogenisaatoriga

Nanofluidide mikrostruktuuri saab mõjutada ja manipuleerida kõige sobivama homogeniseerimistehnoloogia ja töötlemisparameetrite rakendamisega. Ultraheli dispersioon on osutunud nanovedeliku valmistamise väga tõhusaks ja usaldusväärseks tehnikaks. Ultraheli dispergeerijaid kasutatakse teadusuuringutes ja tööstuses nanoosakeste sünteesimiseks, jahvatamiseks, hajutamiseks ja homogeniseerimiseks, millel on kõrge ühtlikkus ja kitsas osakeste suuruse jaotus. Nanovedelike sünteesi protsessi parameetrid hõlmavad ultraheli energiasisendit, ultraheli amplituudi, temperatuuri, rõhku ja happesust. Futhermore, reaktorite ja lisaainete tüübid ja kontsentratsioonid ning järjekord, milles lisandid lahusele lisatakse, on olulised tegurid.
On hästi teada, et nanovedelike omadused sõltuvad tugevalt nanomaterjalide struktuurist ja kujust. Seetõttu on nanovedelike kontrollitavate mikrostruktuuride saamine peamine tegur, mis aitab kaasa nanovedelike funktsionaalsusele ja kvaliteedile. Optimeeritud ultraheliuuringu parameetrite kasutamine, nagu amplituud, rõhk, temperatuur ja energiasisend (Ws / ml), on võti stabiilse, ühtlase kvaliteetse nanovedeliku tootmiseks. Ultraheli saab edukalt rakendada deagglomeraadile ja hajutada osakesi üksikutesse hajutatud nanoosakestesse. Väiksema osakeste suurusega suureneb Browniani liikumine (Browniani kiirus) ja osakeste ja osakeste koostoimed ning tulemuseks on stabiilsemad nanovedelikud. Hielscheri ultrasonikaatorid võimaldavad täpset kontrolli kõigi oluliste töötlemisparameetrite üle, võivad töötada pidevalt suurte amplituudidega (24/7/365) ja nendega on kaasas automaatne andmete protokollimine kõigi ultrahelitöötluse jooksude hõlpsaks hindamiseks.

Ultraheliga hajutatud nano-suurusega ränidioksiid

Ultrahelitöötlus Nanofluidide parem stabiilsus

Nanovedelike puhul põhjustab nanoosakeste aglomeratsioon mitte ainult mikrokanalite asustamist ja ummistumist, vaid ka nanovedelike soojusjuhtivuse vähenemist. Ultraheli deagglomeration ja dispersioon on laialdaselt rakendatud materjaliteaduses ja tööstuses. Ultrahelitöötlus on tõestatud meetod stabiilsete nanodispersioonide valmistamiseks, millel on ühtlane nanoosakeste jaotumine ja suur stabiilsus. Seetõttu on Hielscheri ultraheli dispergeerijad eelistatud tehnoloogia, kui tegemist on nanovedelike tootmisega.

Ultraheli toodetud nanofluidid teadusuuringutes

Uuringud on uurinud ultraheli ja ultraheli parameetrite mõju nanovedelike omadustele. Lisateave ultraheli nanovedeliku preparaadi teaduslike leidude kohta.

Ultraheli mõju Al2O3 nanovedeliku preparaadile

Noroozi et al. (2014) leidis, et "suurema osakeste kontsentratsiooni juures suurendati ultrahelitöötlusest tingitud nanofluidide termilist difusiooni. Lisaks saavutati suurem stabiilsus ja termilise difusiooni suurendamine nanofluidide ultraheligaeerimisel suurema võimsusega sondi sonicatoriga enne mõõtmist." Soojuslik difusiooni parandamine oli väiksemate PÕLV-ide puhul suurem. Seda seetõttu, et väiksematel osakestel on suurem efektiivne pindala ja mahu suhe. Seega aitasid väiksemad osakesed moodustada stabiilse nanovedeliku ja ultraheliuuringu ultrahelitöötluse tulemuseks oli oluline mõju termilisele difusioonile. (Noroozi et al. 2014)

Samm-sammuline juhend Al2O3-vee nanovedelike ultraheli tootmiseks

Esiteks kaaluge Al2O3 nanoosakeste massi digitaalse elektroonilise tasakaalu abil. Seejärel pange Al2O3 nanoosakesed kaalutud destilleeritud vette järk-järgult ja segage Al2O3 vee segu. Sonicate segu pidevalt 1h ultraheli sondi tüüpi seade UP400S (400W, 24kHz, vt pic. vasakul), et tekitada nanoosakeste ühtlane dispersioon destilleeritud vees. Nanovedelikke saab valmistada erinevates fraktsioonides (0,1%, 0,5% ja 1%). Pindaktiivset ainet ega pH-d ei ole vaja muuta. ("Isfahani et al.", 2013)

Ultraheli häälestatud vesised ZnO nanovedelikud

Elcioglu et al. (2021) väidavad oma teaduslikus uuringus, et "Ultraheli on oluline protsess nanoosakeste nõuetekohaseks hajutamiseks baasvedelikus ja stabiilsuses, samuti optimaalsete omaduste jaoks reaalsete rakenduste jaoks." Nad kasutasid ZnO / vee nanovedelike tootmiseks ultrasonikaatorit UP200Ht. Ultrahelitöötlus avaldas selget mõju ZnO nanofluidi vesipinna pingele. Teadlaste leiud toovad kaasa järelduse, et pindpinevust, nanokile moodustumist ja muid sellega seotud nanovedeliku omadusi saab reguleerida ja häälestada nõuetekohastes ultraheliuuringute tingimustes.

Ultraheli homogenisaatorid Nanofluidi tootmiseks

Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheli dispergeerijaid igasuguste homogeniseerimise ja deagglomeratsiooni rakenduste jaoks. Nanovedelike tootmisel on ülioluline täpne ultrahelitöötluse kontroll ja nanoosakese suspensiooni usaldusväärne ultraheli töötlemine.
Hielscher Ultrasonics'i protsessorid annavad teile täieliku kontrolli kõigi oluliste töötlemisparameetrite üle, nagu energiasisend, ultraheli intensiivsus, amplituud, rõhk, temperatuur ja peetumisaeg. Seega saate parameetreid reguleerida optimeeritud tingimustele, mis viib seejärel kvaliteetsete nanovedelikeni.

• Mis tahes mahu / võimsuse puhul: Hielscher pakub ultrasonikaatoreid ja laia tarvikute portfelli. See võimaldab teie rakenduse ja tootmisvõimsuse jaoks ideaalse ultraheli süsteemi konfigureerimist. Alates väikestest viaalidest milliliitritega kuni suuremahuliste voogudeni tuhandete gallonite tunnis pakub Hielscher teie protsessijaoks sobivat ultraheli lahendust.
• Töökindlus: Meie ultraheli süsteemid on tugevad ja usaldusväärsed. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid on ehitatud 24/7/365 tööks ja vajavad väga vähe hooldust.
• Kasutajasõbralikkus: Meie ultraheli seadmete väljatöötatud tarkvara võimaldab ultrahelitöötlusseadete eelvalikut ja salvestamist lihtsaks ja usaldusväärseks ultrahelitöötluseks. Intuitiivne menüü on kergesti ligipääsetav digitaalse värvilise puuteekraani kaudu. Brauseri kaugjuhtimispult võimaldab teil töötada ja jälgida mis tahes internetibrauseri kaudu. Automaatne andmete salvestamine salvestab sisseehitatud SD-kaardile käivitatud ultrahelitöötluse protsessiparameetrid.

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: