Kuidas teha nanovedelikke

Nanofluid on tehisvedelik, mis koosneb nanoosakesi sisaldavast baasvedelikust. Nanovedelike sünteesiks on vaja tõhusat ja usaldusväärset homogeniseerimis- ja deagglomeratsioonitehnikat, 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 nanovedelikud?

Nanovedelik 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 konstrueeritud kolloidsuspensioon, st nanovedelik. Nanovedelikel on baasvedeliku materjaliomadustega võrreldes paremad termofüüsikalised omadused, nagu soojusjuhtivus, termiline difusioon, viskoossus ja konvektiivsed soojusülekande koefitsiendid.
Nanovedelike tavaline kasutamine on nende kasutamine jahutusvedeliku või külmutusagensina. Nanoosakeste lisamisega tavapärastele jahutusvedelikele (nagu vesi, õli, etüleenglükool, polüalfaolefiin jne) paranevad tavapäraste jahutusvedelike termilised omadused.

• jahutuse / soojusülekande vedelikud
• Määrdeained
• biomeditsiiniline rakendus

Nanovedelike valmistamine ultraheli homogenisaatoriga

Nanovedelike mikrostruktuuri saab mõjutada ja manipuleerida kõige sobivama homogeniseerimistehnoloogia ja töötlemisparameetrite rakendamisega. Ultraheli dispersioon on osutunud väga tõhusaks ja usaldusväärseks nanovedeliku valmistamise tehnikaks. Ultraheli dispergeerijaid kasutatakse teadusuuringutes ja tööstuses, et sünteesida, jahvatada, hajutada ja homogeniseerida nanoosakesi, millel on kõrge ühtlus ja kitsas osakeste suuruse jaotus. Nanovedelike sünteesi protsessi parameetrid hõlmavad ultraheli energiasisendit, ultraheli amplituudi, temperatuuri, rõhku ja happesust. Edaspidi on olulised tegurid reaktiivide ja lisandite liigid ja kontsentratsioonid ning järjekord, milles lisaaineid lahusele lisatakse.
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, nagu amplituud, rõhk, temperatuur ja energiasisend (Ws / ml) kasutamine on võti stabiilse ja ühtlase kvaliteetse nanovedeliku tootmiseks. Ultraheli saab edukalt rakendada deagglomeraadiks ja hajutada osakesi üksikuteks dispergeeritud nanoosakesteks. Väiksema osakeste suuruse korral suureneb Browni liikumine (Browni kiirus) ning osakeste ja osakeste koostoimed ning tulemuseks on stabiilsemad nanovedelikud. Hielscheri ultrasonikaatorid võimaldavad täpset kontrolli kõigi oluliste töötlemisparameetrite üle, võivad töötada pidevalt suure amplituudiga (24/7/365) ja kaasas automaatne andmete protokollimine kõigi ultrahelitöötluse jooksude hõlpsaks hindamiseks.

Ultraheli dispergeeritud nanosuuruses ränidioksiid

Sonikatsioon Nanovedelike parem stabiilsus

Nanovedelike puhul põhjustab nanoosakeste aglomeratsioon mitte ainult mikrokanalite settimist ja ummistumist, vaid ka nanovedelike soojusjuhtivuse vähenemist. Ultraheli deagglomeratsiooni ja dispersiooni kasutatakse laialdaselt materjaliteaduses ja tööstuses. Sonikatsioon on tõestatud meetod stabiilsete nanodispersioonide valmistamiseks, millel on ühtlane nanoosakeste jaotus ja suur stabiilsus. Seetõttu on Hielscheri ultraheli dispergeerijad eelistatud tehnoloogia, kui tegemist on nanovedelike tootmisega.

Ultraheli toodetud nanovedelikud teadusuuringutes

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

Ultraheli mõju Al2O3 nanovedeliku ettevalmistamisele

Noroozi et al. (2014) leidsid, et kell “suurema osakeste kontsentratsiooni korral oli nanofluidide soojusdifusioonivõime suurem, mis tulenes sonikatsioonist. Lisaks sellele saavutati suurem stabiilsus ja soojusdifussiivsuse suurenemine, kui nanofluide enne mõõtmist sonikatsiooniga suurema võimsusega sondi sonikatsiooniseadmega sonikatsiooniti.” Termilise difusiooni suurenemine oli suurem väiksema suurusega NPde puhul. See on tingitud sellest, et väiksematel osakestel on suurem efektiivne pindala ja mahu suhe. Seega aitasid väiksemad osakesed moodustada stabiilse nanofluidi ja ultrahelisondiga soniseerimine avaldas olulist mõju soojusdifussiivsusele. (Noroozi et al. 2014)

Al2O3-vee nanofluidide ultraheli tootmise samm-sammult juhised

Esiteks kaaluge Al2O3 nanoosakeste massi digitaalse elektroonilise tasakaalu abil. Seejärel pange Al2O3 nanoosakesed kaalutud destilleeritud vette järk-järgult ja segage Al2O3-vee segu. Sonikeerige segu pidevalt 1h ultraheli sondi tüüpi seadmega 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 vesilahus ZnO nanovedelikud

Elcioglu et al. (2021) väidavad oma teaduslikus uuringus, et “Ultraheli on oluline protsess nanoosakeste nõuetekohase dispergatsiooni ja stabiilsuse tagamiseks baasvedelikus, samuti optimaalsete omaduste saavutamiseks reaalsetes rakendustes.” Nad kasutasid ZnO/vee nanofluidide tootmiseks ultrahelistaatorit UP200Ht. Soniseerimine avaldas selget mõju vee ZnO nanofluidi pindpinevusele. Uurijate järelduste tulemusel jõutakse järeldusele, et pinna pinge, nanokile moodustumine ja muud sellega seotud omadused mis tahes nanofluide saab reguleerida ja häälestada sobivate ultrahelitingimuste korral.

Ultraheli homogenisaatorid nanofluidi tootmiseks

Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheli dispergeerijaid igasuguste homogeniseerimise ja deagglomeratsiooni rakenduste jaoks. Nanovedelike tootmisel on üliolulised täpne ultrahelitöötluse kontroll ja nanoosakeste suspensiooni usaldusväärne ultraheliravi.
Hielscher Ultrasonics’ protsessorid annavad teile täieliku kontrolli kõigi oluliste töötlemisparameetrite üle, nagu energia sisend, ultraheli intensiivsus, amplituud, rõhk, temperatuur ja peetusaeg. Seeläbi saate reguleerida parameetrid optimeeritud tingimustesse, mis viib hiljem kvaliteetsete nanovedelike tekkimiseni.

• Mis tahes mahu puhul? võimsus: Hielscher pakub ultrasonikaatoreid ja laia tarvikute portfelli. See võimaldab ideaalse ultraheli süsteemi konfigureerimist teie rakenduse ja tootmisvõimsuse jaoks. Alates väikestest milliliitritega viaalidest kuni tuhandete gallonite suure mahuga voogudeni tunnis pakub Hielscher teie protsessile sobivat ultraheli lahendust.
• Vastupidavus: 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 välja töötatud tarkvara võimaldab ultrahelitöötluse seadete eelvalikut ja salvestamist lihtsa ja usaldusväärse ultrahelitöötluse jaoks. Intuitiivne menüü on hõlpsasti ligipääsetav digitaalse värvilise puuteekraani kaudu. Brauseri kaugjuhtimispult võimaldab teil töötada ja jälgida mis tahes Interneti-brauseri kaudu. Automaatne andmete salvestamine salvestab sisseehitatud SD-kaardil käivitatud ultrahelitöötluse protsessiparameetrid.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest: