Võimsuse ultraheli osakeste töötlemiseks: rakenduse märkused

Nende omaduste täielikuks väljendamiseks peavad osakesed olema deagglomereeritud ja ühtlaselt hajutatud, nii et osakesed’ Pind on saadaval. Võimsad ultrahelijõud on tuntud kui usaldusväärsed hajutamis- ja freesimisvahendid, mis nokaosakesed ulatuvad submikroni- ja nanosuuruseni. Lisaks võimaldab ultrahelitöötlus osakesi modifitseerida ja funktsionaliseerida, nt kattes nanoosakesi metallikihiga.

Allpool leiate valiku osakesi ja vedelikke koos nendega seotud soovitustega, kuidas materjali töödelda, et jahvatada, hajutada, deagglomereerida või muuta osakesi ultraheli homogenisaatori abil.

Kuidas valmistada oma pulbreid ja osakesi võimsa ultrahelitöötlusega.

Tähestikulises järjekorras:

Aerosil

Ultraheli rakendus:
Ränidioksiidi Aerosil OX50 osakeste dispersioonid Millipore-vees (pH 6) valmistati, hajutades 5,0 g pulbrit 500 ml vette, kasutades suure intensiivsusega ultraheli protsessorit UP200S (200W; 24kHz). Ränidioksiidi dispersioonid valmistati destilleeritud vee lahuses (pH = 6) ultraheli kiiritamisel UP200S 15 minutit, millele järgnes tugev segamine 1 tunni jooksul. Tahke sisaldus dispersioonides oli 0,1% (w/v).
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Looduslike ja termotundlike polümeeride kombinatsioon peene ränidioksiidi dispersioonide flokuleerimisel. Rahvusvaheline süsivesikute keemia ajakiri 2013.

Al₂O₃-vesi Nanovedelikud

Ultraheli rakendus:
Al₂O₃-vee nanovedelikke saab valmistada järgmiste sammudega: Esiteks kaaluge Al mass₂O₃ nanoosakesed digitaalse elektroonilise tasakaalu abil. Seejärel pange Al₂O₃ nanoosakesed kaalutud destilleeritud vette järk-järgult ja segatakse Al-i₂O₃-vee segu. Sonikeerige segu pidevalt 1h ultraheli sondi tüüpi seadmega UP400S (400W, 24kHz), 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.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Nanovedelike voolu eksperimentaalne uuring mikromodellis poorse keskkonnana. Rahvusvaheline nanoteaduse ja nanotehnoloogia ajakiri 9/2, 2013. 77-84.

Alumiiniumoksiidi (Al2O3) ultraheli dispersioon toob kaasa osakeste suuruse olulise vähenemise ja ühtlase dispersiooni.

Böömitega kaetud ränidioksiidiosakesed

Ultraheli rakendus:
Ränidioksiidiosakesed kaetakse Boehmite'i kihiga: Täiesti puhta pinna saamiseks ilma orgaaniliste aineteta kuumutatakse osakesi temperatuurini 450 °C. Pärast osakeste jahvatamist aglomeraatide lagundamiseks valmistatakse 6mahuprotsendiline vesisuspensioon (≈70 ml) ja stabiliseeritakse pH 9 juures, lisades kolm tilka ammooniumlahust. Seejärel deagglomereeritakse suspensioon ultraheliga UP200S amplituudiga 100% (200 W) 5 minutit. Pärast lahuse kuumutamist temperatuurini üle 85 °C lisati 12,5 g alumiiniumist sek-butoksiidi. Temperatuuri hoitakse 90 minutit temperatuuril 85-90 °C ja suspensiooni segatakse kogu protseduuri vältel magnetsegajaga. Seejärel hoitakse suspensiooni pidevalt segades, kuni see on jahtunud temperatuurini alla 40 °C. Seejärel reguleeriti pH väärtus vesinikkloriidhappe lisamisega 3-ni. Kohe pärast seda ultraheliga suspensioon jäävannis. Pulbrit pestakse lahjendamise ja sellele järgneva tsentrifuugimise teel. Pärast supernatandi eemaldamist kuivatatakse osakesi kuivatuskapis 120 °C juures. Lõpuks viiakse osakestele 3 tunniks 300 °C juures kuumtöötlus.
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Wyss, H. M. (2003): Kontsentreeritud osakeste geelide mikrostruktuur ja mehaaniline käitumine. Väitekiri, Šveitsi Föderaalne Tehnoloogiainstituut, 2003. lk.71.

Kaadmium(II)-tioatseetamiidi nanokomposiidi süntees

Ultraheli rakendus:
Kaadmium(II)-tioatseetamiidi nanokomposiidid sünteesiti polüvinüülalkoholi juuresolekul ja puudumisel sonokeemilisel teel. Sonokeemilise sünteesi (sonosünteesi) jaoks lahustati 20 ml bidestilleeritud deioniseeritud vees 0,532 g kaadmium (II) atsetaatdihüdraati (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 g tioatsetamiidi (TAA, CH3CSNH2) ja 0,664 g kaaliumjodiidi (KI). See lahendus töödeldi ultraheliga suure võimsusega sondi tüüpi ultrasonikaatoriga UP400S (24 kHz, 400W) toatemperatuuril 1 tund. Reaktsioonisegu ultrahelitöötluse ajal tõusis temperatuur 70-80 ° C-ni, mõõdetuna raua-konstantiini termopaariga. Ühe tunni pärast tekkis erekollane sade. See eraldati tsentrifuugimise teel (4 000 pööret minutis, 15 minutit), pesti bidestilleeritud veega ja seejärel absoluutse etanooliga, et eemaldada jääklisandid, ning kuivatati lõpuks õhus (saagis: 0,915 g, 68%). Dets.lk.200°C. Polümeerse nanokomposiidi valmistamiseks lahustati 1,992 g polüvinüülalkoholi 20 ml bidestilleeritud deioniseeritud vees ja lisati seejärel ülaltoodud lahusesse. Seda segu kiiritati ultraheliga UP400S 1 tund, kui moodustus särav oranž toode.
SEMi tulemused näitasid, et polüvinüülkloriidi juuresolekul vähenesid osakeste suurused umbes 38 nm-lt 25 nm-ni. Seejärel sünteesisime kuusnurksed CdS nanoosakesed sfäärilise morfoloogiaga polümeerse nanokomposiidi, kaadmium(II)-tioatseetamiidi/PVA termilisest lagunemisest lähteainena. CdS nanoosakeste suurust mõõdeti nii XRD kui ka SEM abil ja tulemused olid omavahel väga heas kooskõlas.
(2013) leidsid ka, et polümeerne Cd(II) nanokomposiit on sobiv lähteaine huvitavate morfoloogiatega kaadmiumsulfiidi nanoosakeste valmistamiseks. Kõik tulemused näitasid, et ultraheli sünteesi saab edukalt kasutada lihtsa, tõhusa, odava, keskkonnasõbraliku ja väga paljutõotava meetodina nanoskaala materjalide sünteesiks ilma eritingimusteta, nagu kõrge temperatuur, pikad reaktsiooniajad ja kõrge rõhk.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Kaadmium-tioatseetamiidi nanokomposiitide süntees ja iseloomustamine. Int. J. Nanosci. Nanotehnol. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO₃

Ultraheli rakendus:
Nano-sadestunud CaCO ultraheli kate₃ (NPCC) steariinhappega viidi läbi, et parandada selle dispersiooni polümeeris ja vähendada aglomeratsiooni. 2g katmata nanosadestatud CaCO-d₃ (NPCC) on ultraheliga töödeldud UP400S 30ml etanoolis. 9 massiprotsenti steariinhapet on lahustatud etanoolis. Seejärel segati etanool staeriinhappega sonifitseeritud suspensiooniga.
Seadme soovitus:
UP400S 22 mm läbimõõduga sonotrode (H22D) ja jahutussärgiga voolukamber
Viide/ uurimistöö:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): Ultraheli mõju nano-sadestunud CaCO3 katmisel steariinhappega. Aasia ja Vaikse ookeani piirkonna keemiatehnika ajakiri 4/5, 2009. 807-813.

tselluloosi nanokristallid

Ultraheli rakendus:
Eukalüpti tselluloosi CNC-dest valmistatud tselluloosi nanokristallid (CNC): Eukalüpti tselluloosist valmistatud tselluloosi nanokristalle modifitseeriti reaktsioonil metüüladipoüülkloriidiga CNCm või äädikhappe ja väävelhappe CNCa seguga. Seetõttu redispergeeriti külmkuivatatud CNC-d, CNCm ja CNCa puhastes lahustites (EA, THF või DMF) 0,1 massiprotsendi juures, magnetilise segamisega üleöö 24 ± 1 ° C juures, millele järgnes 20 minutit. ultrahelitöötlus sondi tüüpi ultrasonikaatori abil UP100H. Sonikatsioon viidi läbi 130 W / cm² intensiivsus temperatuuril 24 ± 1 °C. Seejärel lisati CNC dispersioonile CAB, nii et polümeeri lõplik kontsentratsioon oli 0, 9 massiprotsenti.
Seadme soovitus:
UP100H
Viide/ uurimistöö:
Blachechen, L. S.; Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): Tselluloosi nanokristallide kolloidse stabiilsuse ja nende dispersiooni koosmõju tselluloosatsetaatbutüraatmaatriksis. Tselluloos 20/3, 2013. 1329-1342.

Tseeriumnitraadiga dopeeritud silaan

Ultraheli rakendus:
Metallist aluspindadena kasutati külmvaltsitud süsinikterasest paneele (6.5cm 6.5cm 0.3cm; keemiliselt puhastatud ja mehaaniliselt poleeritud). Enne kattekihi pealekandmist puhastati paneelid ultraheliga atsetooniga, seejärel puhastati leeliselise lahusega (0,3molL 1 NaOH lahus) 60 ° C juures 10 minutit. Praimerina kasutamiseks lahjendati enne substraadi eeltöötlemist tüüpilist preparaati, mis sisaldas 50 osa γ-glütsidoksüpropüültrimetoksüsilaani (γ-GPS), umbes 950 osa metanooliga pH 4,5 (reguleeritud äädikhappega) ja lasti silaani hüdrolüüsil. Tseeriumnitraadipigmentidega dopeeritud silaani valmistamise protseduur oli sama, välja arvatud see, et enne (γ-GPS) lisamist lisati metanoolilahusele 1, 2, 3 massiprotsenti tseeriumnitraati, seejärel segati see lahus propellersegajaga kiirusel 1600 pööret minutis 30 minutit toatemperatuuril. Seejärel töödeldi dispersioone sisaldavat tseeriumnitraati ultraheliga 30 minutit temperatuuril 40 ° C välise jahutusvanniga. Ultraheli protsess viidi läbi ultrasonikaatoriga UIP1000hd (1000W, 20 kHz) sisselaskeava ultraheli võimsusega umbes 1 W/ml. Substraadi eeltöötlus viidi läbi, loputades iga paneeli 100 sekundit sobiva silaani lahusega. Pärast töötlemist lasti paneelidel 24 tundi toatemperatuuril kuivada, seejärel kaeti eeltöödeldud paneelid kahepakilise amiiniga kuivatatud epoksiidiga. (Epon 828, shell Co.) 90 μm märja kile paksuse tegemiseks. Epoksükattega paneelidel lasti pärast epoksükatete kõvenemist 115 °C juures 1 tund kõveneda; Kuiva kile paksus oli umbes 60 μm.
Seadme soovitus:
UIP1000hd
Viide/ uurimistöö:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Tseeriumnitraati sisaldavate silaanide eeltöötluste elektrokeemiline mõju epoksükattega terase katoodsetele disbondeerivatele omadustele. Adhesiooniteaduse ja -tehnoloogia ajakiri 27/22, 2013. 2411–2420.

Savi: dispersioon / fraktsioneerimine

Ultraheli rakendus:
Osakeste suuruse fraktsioneerimine: isoleerimiseks < 1 μm osakesi 1-2 μm osakestest, savisuurused osakesed (< 2 μm) on eraldatud ultraheliväljas ja järgmiste erinevate settimiskiiruste rakendamisega.
Savisuurused osakesed (< 2 μm) eraldati ultraheliga energiasisendiga 300 J ml^-1 (1 minut.) kasutades sondi tüüpi ultraheli desintegraatorit UP200S (200W, 24kHz) varustatud 7 mm läbimõõduga sonotrode S7. Pärast ultraheli kiiritamist tsentrifuugiti proovi 110 x g (1000 p / min) juures 3 minutit. Settefaasi (fraktsioneerimispuhkust) kasutati järgmisena tiheduse fraktsioneerimisel valgustiheduse fraktsioonide eraldamiseks ja saadi ujuvfaas (< 2 μm fraktsioon) viidi teise tsentrifuugimisküvetti ja tsentrifuugiti 440 x g (2000 pööret minutis) juures 10 minutit, et eraldada < 1 μm fraktsioon (supernatant) 1-2 μm fraktsioonist (sete). Supernatant, mis sisaldab: < 1 μm fraktsioon viidi teise tsentrifuugiküvetti ja pärast 1 ml MgSO lisamist₄ Tsentrifuugitakse 1410 x g (4000 pööret minutis) juures 10 minutit, et dekanteerida ülejäänud vesi.
Proovi ülekuumenemise vältimiseks korrati protseduuri 15 korda.
Seadme soovitus:
UP200S S7-ga või UP200St koos S26d7-ga
Viide/ uurimistöö:
Jakubowska, J. (2007): Kastmisvee tüübi mõju mulla orgaanilise aine (SOM) fraktsioonidele ja nende koostoimetele hüdrofoobsete ühenditega. Doktoritöö, Halle-Wittenbergi Martin-Lutheri Ülikool, 2007.

Savi: anorgaanilise savi koorimine

Ultraheli rakendus:
Anorgaaniline savi kooriti, et valmistada pullulaanipõhiseid nanokomposiite katte dispersiooniks. Seetõttu lahustati kindel kogus pullulaani (4 massiprotsenti märga alust) vees 25 °C juures 1 tund õrnalt segades (500 pööret minutis). Samal ajal dispergeeriti savipulber koguses vahemikus 0,2 kuni 3,0 massiprotsenti vees tugeval segamisel (1000 p / min) 15 minutit. Saadud dispersioon oli ultraheli abil UP400S (võimsus_Max = 400 W; sagedus = 24 kHz) ultraheli seade, mis on varustatud titaanist sonotrode H14-ga, otsa läbimõõt 14 mm, amplituud_Max = 125 μm; pinna intensiivsus = 105 Wcm^-2) järgmistel tingimustel: 0,5 tsüklit ja 50% amplituud. Ultraheliravi kestus varieerus vastavalt eksperimentaalsele disainile. Seejärel segati orgaaniline pullulaanilahus ja anorgaaniline dispersioon kokku õrnalt segades (500 pööret minutis) veel 90 minutit. Pärast segamist vastasid kahe komponendi kontsentratsioonid anorgaanilise/orgaanilise (I/O) suhtele vahemikus 0,05 kuni 0,75. Suuruse jaotus Na vees dispersioonis⁺-MMT savi enne ja pärast ultraheliravi hinnati IKO-Sizer CC-1 nanoosakeste analüsaatori abil.
Fikseeritud koguse savide puhul leiti, et kõige tõhusam ultrahelitöötluse aeg on 15 minutit, samas kui pikem ultraheliravi suurendab P'O-d₂ väärtus (reaggregatsiooni tõttu), mis väheneb uuesti kõrgeimal ultrahelitöötluse ajal (45 min), arvatavasti nii trombotsüütide kui ka taktoidide killustumise tõttu.
Introzzi väitekirjas vastu võetud eksperimentaalse seadistuse kohaselt on energiaühiku väljund 725 Ws ml^-1 arvutati 15-minutilise ravi jaoks, samas kui pikendatud ultraheli aeg 45 minutit andis ühiku energiatarbimise 2060 Ws ml^-1. See võimaldaks kogu protsessi jooksul säästa üsna palju energiat, mis kajastub lõpuks lõplikes läbilaskevõime kuludes.
Seadme soovitus:
UP400S sonotrode H14-ga
Viide/ uurimistöö:
Introzzi, L. (2012): Suure jõudlusega biopolümeerkatete väljatöötamine toidupakendite rakenduste jaoks. Väitekiri, Milano Ülikool, 2012.

juhtiv tint

Ultraheli rakendus:
Juhtiv tint valmistati Cu+C ja Cu+CNT osakeste dispergeerimisega dispergaatoritega segatud lahustis (IV väljaanne). Dispergaatorid olid kolm suure molekulmassiga dispergeerivat ainet, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 ja DISPERBYK-2012, mis olid ette nähtud veepõhistele tahmapigmentide dispersioonidele BYK Chemie GmbH poolt. Kaaslahustitena kasutati etüleenglükoolmonometüüleetrit (EGME) (Sigma-Aldrich), etüleenglükooli monobutüüleetrit (EGBE) (Merck) ja n-propanooli (Honeywell Riedel-de Haen).
Segatud suspensiooni töödeldi 10 minutit jäävannis, kasutades a UP400S ultraheli protsessor. Seejärel jäeti suspensioon tunniks ajaks settima, millele järgnes dekanteerimine. Enne tsentrifuugimist või printimist töödeldi suspensiooni ultrahelivannis 10 minutit.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Forsman, J. (2013): Co, Ni ja Cu nanoosakeste tootmine vesiniku redutseerimise teel. Doktoritöö VTT Soome 2013.

Ultraheliuuring on väga tõhus osakeste suuruse vähendamiseks ja pigmentide hajutamiseks tindiprinteri tindis.

Vase fatlotsüaniin

Ultraheli rakendus:
Metalloftalotsüaniinide lagunemine
Vase fatlotsüaniin (CuPc) töödeldakse ultraheliga vee ja orgaaniliste lahustitega ümbritseva õhu temperatuuril ja atmosfäärirõhul oksüdeerija juuresolekul katalüsaatorina, kasutades 500W ultrasonikaatorit UIP500hd läbivoolukambriga. Sonikatsiooni intensiivsus: 37–59 W / cm², proovisegu: 5 ml proovi (100 mg/l), 50 D/D vett koloformi ja püridiiniga 60% ultraheli amplituudist. Reaktsiooni temperatuur: 20 °C atmosfäärirõhul.
Hävitamise kiirus kuni 95% 50 minuti jooksul ultrahelitöötlusest.
Seadme soovitus:
UIP500hd

Dibutürüülkitiin (DBCH)

Ultraheli rakendus:
Pikki polümeerseid makromolekule saab ultraheliga purustada. Ultraheli abil molaarmassi vähendamine võimaldab vältida soovimatuid kõrvaltoimeid või kõrvalsaaduste eraldamist. Arvatakse, et ultraheli lagunemine, erinevalt keemilisest või termilisest lagunemisest, on mittejuhuslik protsess, mille lõhustamine toimub ligikaudu molekuli keskel. Sel põhjusel lagunevad suuremad makromolekulid kiiremini.
Katsed viidi läbi ultraheligeneraatori abil UP200S varustatud sonotrode S2-ga. Ultraheli seadistus oli 150 W sisendvõimsusel. Kasutati dibutürüülkitiini lahuseid dimetüülatseetamiidis kontsentratsioonis 0,3 g/100 cm3 mahuga 25 cm3. Sonotrode (ultraheli sond / sarv) kasteti polümeerilahusesse 30 mm pinna tasemest allapoole. Lahus asetati termostateeritud veevanni, mida hoiti temperatuuril 25 °C. Iga lahust kiiritati etteantud ajavahemiku jooksul. Selle aja möödudes lahjendati lahust 3 korda ja tehti suuruse välistamise kromatograafiline analüüs.
Esitatud tulemused näitavad, et dibutürüülkitiini ei hävitata võimsuse ultraheliga, kuid polümeer laguneb, mida mõistetakse kontrollitud sonokeemilise reaktsioonina. Seetõttu võib dibutürüülkitiini keskmise molaarmassi vähendamiseks kasutada ultraheli ja sama kehtib ka kaalu keskmise ja keskmise molaarmassi suhte kohta. Täheldatud muutusi intensiivistab ultraheli võimsuse ja sonifikatsiooni kestuse suurenemine. Samuti oli märkimisväärne algmolaarmassi mõju DBCH lagunemise ulatusele uuritud sonifikatsioonitingimustes: mida suurem oli esialgne molaarmass, seda suurem on lagunemise aste.
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Dibuyrylchitiini ultraheli lagunemine. Poola Kitiini Selts, Monograafia XI, 2006. 123-128.

Ferrotseini pulber

Ultraheli rakendus:
Sonokeemiline viis SWNCNT-de valmistamiseks: Ränidioksiidi pulber (läbimõõt 2–5 mm) lisatakse 0, 01 mol% ferrotseeni lahusele p-ksüleenis, millele järgneb ultrahelitöötlus UP200S varustatud titaanist otsasondiga (sonotrode S14). Ultraheli viidi läbi 20 min. toatemperatuuril ja atmosfäärirõhul. Ultraheli abil sünteesi abil toodeti ränidioksiidipulbri pinnal kõrge puhtusastmega SWCNT-sid.
Seadme soovitus:
UP200S ultraheli sondiga S14
Viide/ uurimistöö:
Srinivasan C.(2005): SOUND meetod üheseinaliste süsiniknanotorude sünteesiks ümbritsevates tingimustes. Praegune teadus 88/ 1, 2005. 12-13.

Lendtuhk / Metakaoliniit

Ultraheli rakendus:
Leostumise katse: 50 g tahkele proovile lisati 100 ml leostumislahust. Sonikatsiooni intensiivsus: max 85 W / cm² koos UP200S 20°C veevannis.
Geopolümerisatsioon: Läga segati UP200S ultraheli homogenisaator geopolümerisatsiooniks. Sonikatsiooni intensiivsus oli max 85 W / cm². Jahutamiseks viidi ultrahelitöötlus läbi jääveevannis.
Võimsuse ultraheli kasutamine geopolümerisatsiooniks suurendab moodustunud geopolümeeride survetugevust ja suurendab tugevust suurenenud ultrahelitöötlusega kuni teatud ajani. Metakaoliniidi ja lendtuha lahustumist leeliselistes lahustes suurendas ultraheliuuring, kuna polükondensatsiooni geelifaasi vabanes rohkem Al ja Si.
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultraheli tõhustatud geopolümerisatsioon. Materjaliteaduse ajakiri 39/2, 2004. 571-580

grafeen

Ultraheli rakendus:
Puhtaid grafeenilehti saab toota suurtes kogustes, nagu näitab Stengli jt (2011) töö mittestöhhiomeetrilise TiO tootmise ajal₂ Grafeeni nanokomposiit suspensiooni termilise hüdrolüüsi teel grafeeni nanolehtede ja Titania Peroxo kompleksiga. Puhtad grafeeni nanolehed toodeti looduslikust grafiidist võimsuse ultraheli abil 1000W ultraheli protsessoriga UIP1000hd kõrgsurve ultrahelireaktori kambris 5 baari juures. Saadud grafeenilehti iseloomustab kõrge eripindala ja unikaalsed elektroonilised omadused. Teadlased väidavad, et ultraheli valmistatud grafeeni kvaliteet on palju kõrgem kui Hummeri meetodil saadud grafeen, kus grafiit kooritakse ja oksüdeeritakse. Kuna ultraheli reaktori füüsikalisi tingimusi saab täpselt kontrollida ja eeldusel, et grafeeni kui dopandi kontsentratsioon varieerub vahemikus 1 – 0, 001%, on grafeeni tootmine pidevas süsteemis kaubanduslikul tasandil võimalik.
Seadme soovitus:
UIP1000hd
Viide/ uurimistöö:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-grafeeni nanokomposiit kui suure jõudlusega fotokatalüsaatorid. In: Füüsikalise keemia ajakiri C 115/2011. lk 25209-25218.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem grafeeni ultraheli tootmise ja ettevalmistamise kohta!

grafeenoksiid

Ultraheli rakendus:
Grafeenoksiidi (GO) kihid on valmistatud järgmisel viisil: 200 ml deioniseeritud vees lisati 25 mg grafeenoksiidi pulbrit. Segades said nad mittehomogeense pruuni suspensiooni. Saadud suspensioonid töödeldi ultraheliga (30 min, 1,3 × 105J) ja pärast kuivatamist (373 K juures) toodeti ultraheliga töödeldud grafeenoksiidi. FTIR-spektroskoopia näitas, et ultraheliravi ei muutnud grafeenoksiidi funktsionaalrühmi.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): Termilise ja ultraheli töötlemise mõju grafeenoksiidi nanolehtede moodustumisele. Korea Füüsikaühingu ajakiri 4/56, 2010. lk 1097-1102.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli grafeeni koorimise ja ettevalmistamise kohta!

Karvased polümeeri nanoosakesed polü(vinüülalkohol) lagunemisel

Ultraheli rakendus:
Lihtne üheastmeline protseduur, mis põhineb vees lahustuvate polümeeride sonokeemilisel lagunemisel vesilahuses hüdrofoobse monomeeri juuresolekul, viib funktsionaalsete karvaste polümeeriosakeste tekkeni jääkvabas seerumis. Kõik polümerisatsioonid viidi läbi 250 ml kahekordse seinaga klaasreaktoris, mis oli varustatud deflektorite, temperatuurianduri, magnetsegisti ja Hielscheriga US200-D ultraheli protsessor (200 W, 24 kHz), mis on varustatud S14 titaansonotrodega (läbimõõt = 14 mm, pikkus = 100 mm).
Polü(vinüülalkoholi) (PVOH) lahus valmistati, lahustades täpse koguse PVOH-d vees üleöö 50 °C juures tugeval segamisel. Enne polümerisatsiooni paigutati PVOH lahus reaktori sisse ja temperatuur reguleeriti soovitud reaktsioonitemperatuurile. PVOH lahust ja monomeeri puhastati argooniga eraldi 1 tund. Vajalik kogus monomeeri lisati tilkhaaval PVOH lahusele tugevasti segades. Seejärel eemaldati vedelikust argooni puhastamine ja ultraheliuuring UP200S-ga algas amplituudiga 80%. Siinkohal tuleb märkida, et argooni kasutamine teenib kahte eesmärki: (1) hapniku eemaldamine ja (2) see on vajalik ultraheli kavitatsioonide loomiseks. Seega oleks pidev argooni vool polümerisatsioonile põhimõtteliselt kasulik, kuid tekkis liigne vahutamine; Protseduur, mida me siin järgisime, vältis seda probleemi ja oli piisav tõhusaks polümerisatsiooniks. Proove võeti perioodiliselt, et jälgida muundamist gravimeetria, molekulmasside ja/või osakeste suuruse jaotuse järgi.
Seadme soovitus:
US200-D
Viide/ uurimistöö:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): Lihtne üheastmeline sonokeemiline tee funktsionaalsete karvaste polümeeride nanoosakeste suunas. Pehme aine, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNT-d

Ultraheli rakendus:
HiPco-SWCNT-de dispersioon UP400S-ga: 5 ml viaalis suspendeeriti ultraheliprotsessori abil 0,5 mg oksüdeeritud HiPcoTM SWCNT-sid (0,04 mmol süsinikku) 2 ml deioniseeritud vees UP400S saada musta värvi suspensioon (0,25 mg/ml SWCNT). Sellele suspensioonile lisati 1,4 μL PDDA lahust (20 massiprotsenti/%, molekulmass = 100 000-200 000) ja segu segati keerisega 2 minutit. Pärast täiendavat ultrahelitöötlust 5-minutilises veevannis tsentrifuugiti nanotoru suspensiooni 5000 g juures 10 minutit. Supernatant võeti AFM-i mõõtmiseks ja seejärel funktsionaliseeriti siRNA-ga.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Jung, A. (2007): Funktsionaalsed materjalid, mis põhinevad süsiniknanotorudel. Väitekiri Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Hüdroksüapatiit Bio-keraamika

Ultraheli rakendus:
Nano-HAP-i sünteesiks 40 ml lahus 0,32M Ca(NO)₃)² ⋅ 4H₂O asetati väikesesse keeduklaasi. Seejärel reguleeriti lahuse pH ligikaudu 2,5 ml ammooniumhüdroksiidiga 9,0-ni. Seejärel töödeldi lahust ultraheliprotsessoriga UP50H (50 W, 30 kHz) varustatud sonotrode MS7-ga (7 mm sarve läbimõõt), mis on seatud maksimaalsele amplituudile 100% 1 tunniks. Esimese tunni lõpus 60 ml 0,19M lahus [KH₂PO₄] lisati seejärel aeglaselt tilkhaaval esimesse lahusesse, läbides teise tunni ultraheli kiiritamise. Segamisprotsessi ajal kontrolliti pH väärtust ja hoiti seda 9 juures, samal ajal kui Ca/P suhe jäi 1,67 juurde. Seejärel filtreeriti lahus tsentrifuugimise teel (~2000 g), misjärel saadud valge sade jaotati kuumtöötlemiseks mitmeks prooviks. Proovikomplekte oli kaks, millest esimene koosnes kaheteistkümnest toruahjus termiliseks töötlemiseks mõeldud proovist ja teine viiest mikrolaineahjus kasutatavast proovist
Seadme soovitus:
UP50H
Viide/ uurimistöö:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjević, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): Termiline ja ultraheli mõju nanomeetri skaala hüdroksüapatiidi biokeraamika moodustamisel. Rahvusvaheline nanomeditsiini ajakiri 6, 2011. 2083-2095.

Ultraheli redutseeritud ja dispergeeritud kaltsium-hüdroksüapatiit

Anorgaaniline fullereenilaadne WS₂ nanoosakesed

Ultraheli rakendus:
Ultraheli anorgaanilise fullereeni (IF) sarnase WS elektrodepositsiooni ajal₂ nikkelmaatriksis olevad nanoosakesed viivad ühtlasema ja kompaktsema katte saavutamiseni. Lisaks on ultraheli kasutamisel märkimisväärne mõju metalli ladestuses sisalduvate osakeste massiprotsendile. Seega on IF-WS-i wt.%₂ niklimaatriksis olevad osakesed suurenevad 4,5 massiprotsendilt (ainult mehaanilise segamisega kasvatatud kiledes) umbes 7 massiprotsendini (ultrahelitöötlusega valmistatud filmides 30 W cm juures)^-2 ultraheli intensiivsusega).
Ni/IF-WS₂ nanokomposiitkatted sadestati elektrolüütiliselt tavalisest nikkelvattide vannist, kuhu tööstuslik IF-WS₂ (anorgaaniline fullereen-WS₂) lisati nanoosakesi.
Katse jaoks IF-WS₂ lisati nikli vattide elektrolüütidele ja suspensioone segati intensiivselt magnetsegajaga (300 p / min) vähemalt 24 tundi toatemperatuuril enne koodpositsioonikatseid. Vahetult enne elektrodepositsiooniprotsessi viidi suspensioonid 10-minutilise ultraheli eeltöötluseni, et vältida aglomeratsiooni. Ultraheli kiiritamiseks on UP200S sondi tüüpi ultrasonikaatorit sonotrode S14-ga (14 mm otsa läbimõõt) reguleeriti 55% amplituudiga.
Koodpositsioonikatsetes kasutati silindrilisi klaasrakke mahuga 200 ml. Katted ladestati lamedatele kaubanduslikele pehme terase (klass St37) katoodidele 3cm². Anood oli puhas nikkelfoolium (3cm²) mis asetatakse laeva küljele näost katoodini. Anoodi ja katoodi vaheline kaugus oli 4cm. Substraadid rasvatustati, loputati külmas destilleeritud vees, aktiveeriti 15% HCl lahuses (1 min.) ja loputati uuesti destilleeritud vees. Elektrokoodpositsioon viidi läbi konstantse voolutihedusega 5, 0 A dm^-2 1 tunni jooksul alalisvoolu toiteallikana (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Ühtlase osakeste kontsentratsiooni säilitamiseks lahtises lahuses kasutati elektrodepositsiooniprotsessi ajal kahte segamismeetodit: mehaaniline segamine raku põhjas asuva magnetsegajaga (ω = 300 p / min) ja ultraheliuuring sondi tüüpi ultraheli seadmega UP200S. Ultraheli sond (sonotrode) sukeldati otse lahusesse ülalt ja paigutati täpselt töö- ja loendurelektroodide vahele nii, et varjestust ei olnud. Elektrokeemilisele süsteemile suunatud ultraheli intensiivsust muudeti ultraheli amplituudi kontrollimisega. Selles uuringus reguleeriti vibratsiooni amplituudi pidevas režiimis 25, 55 ja 75% -ni, mis vastab ultraheli intensiivsusele 20, 30 ja 40 W cm^-2 vastavalt mõõdetuna protsessoriga, mis on ühendatud ultraheli võimsusmõõturiga (Hielscher Ultrasonics). Elektrolüüdi temperatuuri hoiti termostaadi abil 55 —�C juures. Temperatuuri mõõdeti enne ja pärast iga katset. Ultraheli energiast tingitud temperatuuri tõus ei ületanud 2–4◦C. Pärast elektrolüüsi puhastati proovid ultraheliga etanoolis 1 minut, et eemaldada pinnalt lõdvalt adsorbeerunud osakesed.
Seadme soovitus:
UP200S ultraheli sarvega / sonotrode S14
Viide/ uurimistöö:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Anorgaanilise fullereenitaolise WS2 nanoosakeste koodipositsioon elektrodeponeeritud niklimaatriksis ultraheli agitatsiooni mõjul. Electrochimica Acta 114, 2013. 859-867.

Lateksi süntees

Ultraheli rakendus:
P(St-BA) lateksi valmistamine
P(St-BA) polü(stüreen-r-butüülakrülaat) P(St-BA) lateksosakesed sünteesiti emulsioonipolümerisatsiooni teel pindaktiivse aine DBSA juuresolekul. 1 g DBSA-d lahustati kõigepealt 100 ml vees kolme kaelaga kolvis ja lahuse pH reguleeriti 2,0-le. DBSA lahusesse valati 2,80 g St ja 8,40 g BA segumonomeerid initsiaatoriga AIBN (0,168 g). O / W emulsioon valmistati magnetsegamisel 1 tund, millele järgnes ultrahelitöötlus UIP1000hd varustatud ultraheli sarvega (sond / sonotrode) veel 30 minutit jäävannis. Lõpuks viidi polümerisatsioon läbi 90 ° C juures õlivannis 2 tundi lämmastiku atmosfääris.
Seadme soovitus:
UIP1000hd
Viide/ uurimistöö:
Polü(3,4-etüleendioksütiofeen)epolü(stüreensulfoonhape) (PEDOT:PSS) elastsete juhtivate kilede valmistamine mittekootud riidest substraadil. Materjalide keemia ja füüsika 143, 2013. 143-148.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem lateksi sonosünteesi kohta!

Plii eemaldamine (Sono-Leostamine)

Ultraheli rakendus:
Plii ultraheli leostumine saastunud pinnasest:
Ultraheli leostumise katsed viidi läbi ultraheli seadmega UP400S titaanist sondiga (läbimõõt 14mm), mis töötab sagedusel 20kHz. Ultraheli sond (sonotrode) kalibreeriti kalorimeetriliselt ultraheli intensiivsusega, mis oli seatud 51 ± 0,4 W cm^-2 kõigi sono-leostumise katsete jaoks. Sonoleostumise katsed termostateeriti lamedapõhjalise ümbrisega klaaskambriga temperatuuril 25 ± 1 °C. Ultrahelitöötluse käigus kasutati mulla leostumislahustena (0,1L) kolme süsteemi: 6 ml 0,3 mol L^-2 äädikhappe lahust (pH 3,24), 3% (v/v) lämmastikhappe lahust (pH 0,17) ja puhverlahust äädikhapet/atsetaati (pH 4,79), mis on valmistatud 60 ml 0f 0,3 mol segamisel l^-1 äädikhape, 19 ml 0,5 mol L^-1 NaOH. Pärast sono-leostumisprotsessi filtreeriti proovid filterpaberiga, et eraldada nõrgvee lahus pinnasest, millele järgnes nõrgvee lahuse pliielektrodepositsioon ja pinnase lagundamine pärast ultraheli kasutamist.
Ultraheli on osutunud väärtuslikuks vahendiks saastatud pinnase plii nõrgvee suurendamisel. Ultraheli on ka tõhus meetod leostuva plii peaaegu täielikuks eemaldamiseks pinnasest, mille tulemuseks on palju vähem ohtlik pinnas.
Seadme soovitus:
UP400S sonotrode H14-ga
Viide/ uurimistöö:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultraheli leostumine ja elektrokeemiline töötlemine koos plii eemaldamise pinnasega. Elektrokeemiliste süsteemide uute materjalide ajakiri 10, 2007. 195-199.

Nanoosakeste suspensiooni ettevalmistamine

Ultraheli rakendus:
Nanoosakeste suspensioonide valmistamiseks kasutati paljaid nTiO2 (5nm transmissiooni elektronmikroskoopia (TEM)) ja nZnO (20nm TEM-i abil) ning polümeeriga kaetud nTiO2 (3-4nm TEM-iga) ja nZnO (3-9nm TEM-iga) pulbreid. NP-de kristalne vorm oli nTiO2 anataas ja nZnO amorfne.
0.1 g nanoosakeste pulbrit kaaluti 250 ml keeduklaasi, mis sisaldas paar tilka deioniseeritud (DI) vett. Seejärel segati nanoosakesed roostevabast terasest spaatliga ja keeduklaas täideti 200 ml DI veega, segati ja seejärel ultraheliga 60 sekundit 90% amplituudiga Hielscheri omaga UP200S ultraheli protsessor, mis annab 0,5 g / l varude peatamise. Kõiki varude suspensioone hoiti maksimaalselt kaks päeva temperatuuril 4 °C.
Seadme soovitus:
UP200S või UP200St
Viide/ uurimistöö:
Petosa, A. R. (2013): Metallioksiidi nanoosakeste transport, sadestumine ja agregatsioon küllastunud granuleeritud poorses keskkonnas: veekeemia, kollektori pinna ja osakeste katmise roll. Väitekiri McGilli Ülikool Montrealis, Quebec, Kanada 2013. 111-153.
Klõpsake siin, et saada lisateavet nanoosakeste ultraheli dispersiooni kohta!

Magnetiidi nanoosakeste sadestumine

Ultraheli rakendus:
Magnetiit (Fe₃O₄) tekivad nanoosakesed raud(III)kloriidheksahüdraadi ja raud(II)sulfaatheptahüdraadi vesilahuse kaassadestamisel molaarsuhtega Fe3+/Fe2+ = 2:1. Raua lahus sadestatakse vastavalt kontsentreeritud ammooniumhüdroksiidi ja naatriumhüdroksiidiga. Sademete reaktsioon viiakse läbi ultraheli kiirituse all, söötes reagendid läbi kaaviatatsioonitsooni ultraheli läbivoolu reaktori kambris. PH-gradiendi vältimiseks tuleb sadet liigselt pumbata. Magnetiidi osakeste suuruse jaotust on mõõdetud footonite korrelatsioonispektroskoopia abil. Ultraheli indutseeritud segamine vähendab osakeste keskmist suurust 12-14 nm-lt umbes 5-6 nm-ni.
Seadme soovitus:
UIP1000hd vooluelemendi reaktoriga
Viide/ uurimistöö:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. 2004. aasta GVC aastakoosolekul esitletud plakat.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): Pideva sonokeemilise sadestamise reaktori tööparameetrid. 5. osa. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Aprill 2006.
Klõpsa siia, et saada lisateavet ultraheli sademete kohta!

Niklipulbrid

Ultraheli rakendus:
Ni pulbrite suspensiooni valmistamine polüelektrolüüdiga aluselise pH juures (et vältida lahustumist ja soodustada NiO-ga rikastatud liikide arengut pinnal), akrüülpõhise polüelektrolüüdiga ja tetrametüülammooniumhüdroksiidiga (TMAH).
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Linnapea, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): Ülijuhtivate katete valmistamine struktuursetele keraamilistele plaatidele. Rakendatud ülijuhtivus 19/ 3, 2009. 3041-3044.

Pbs – Pliisulfiidi nanoosakeste süntees

Ultraheli rakendus:
Toa CH3CSNH2 temperatuuril lisati 5 ml ioonsele vedelikule [EMIM] [EtSO4] ja 15 ml topeltdestilleeritud vett 50 ml keeduklaasile ultraheli kiiritamiseks ultraheli kiiritamiseks UP200S 7 min. Ultraheli sondi / sonotrode S1 ots kasteti otse reaktsioonilahusesse. Moodustunud tumepruuni värvi suspensiooni tsentrifuugiti sademe väljasaamiseks ja pesti kaks korda vastavalt bidestilleeritud vee ja etanooliga, et eemaldada reageerimata reaktiivid. Ultraheli mõju uurimiseks toodete omadustele valmistati veel üks võrdlev proov, hoides reaktsiooniparameetrid konstantsena, välja arvatud see, et toode valmistatakse pidevalt segades 24 tundi ilma ultraheli kiirituse abita.
PbS nanoosakeste valmistamiseks pakuti välja ultraheli abil süntees toatemperatuuril vesilahuses. See toatemperatuuriga ja keskkonnasõbralik roheline meetod on kiire ja mallivaba, mis lühendab märkimisväärselt sünteesiaega ja väldib keerulisi sünteetilisi protseduure. Ettevalmistatud nanoparvedel on tohutu sinine nihe 3,86 eV, mida võib seostada väga väikeste osakeste suuruse ja kvantvangistuse efektiga.
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Facile ja toatemperatuuri ettevalmistamine ja iseloomustamine PbS nanoosakesed vesilahuses [EMIM][EtSO4] ioonne vedelik ultraheli kiirituse abil. Korea Keemiaühingu bülletään 29/ 1, 2008. 53-56.

Puhastatud nanotorud

Ultraheli rakendus:
Seejärel suspendeeriti puhastatud nanotorud 1,2-dikloroetaanis (DCE) ultrahelitöötlusega suure võimsusega ultraheliseadmega UP400S, 400W, 24 kHz) impulssrežiimis (tsüklites), et saada musta värvi vedrustus. Seejärel eemaldati aglomeeritud nanotorude kimbud tsentrifuugimise etapis 5 minutit kiirusel 5000 pööret minutis.
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Witte, P. (2008): Amfifiilsed fullereenid biomeditsiinilisteks ja optoelektroonilisteks rakendusteks. Väitekiri Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

SAN/CNTs komposiit

Ultraheli rakendus:
CNT-de hajutamiseks SAN-maatriksis kasutati Hielscheri UIS250V sonotrode'iga sondi tüüpi ultrahelitöötluseks. Esimesed CNT-d hajutati ultrahelitöötlusega 50 ml destilleeritud vees umbes 30 minutit. Lahuse stabiliseerimiseks lisati SDS suhtega ~1% lahusest. Seejärel kombineeriti saadud CNT-de vesidispersioon polümeersuspensiooniga ja segati 30 minutit Heidolph RZR 2051 mehaanilise segistiga ja seejärel töödeldi korduvalt ultraheliga 30 minutit. Analüüsiks valati SAN-dispersioonid, mis sisaldasid erinevaid CNT-de kontsentratsioone, teflonvormidesse ja kuivatati ümbritseva õhu temperatuuril 3–4 päeva.
Seadme soovitus:
UIS250v
Viide/ uurimistöö:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): Stüreen-akrülaat/süsiniknanotoru nanokomposiidid: mehaanilised, termilised ja elektrilised omadused. In: Eesti Teaduste Akadeemia Toimetised 61/ 3, 2012. 172–177.

Ränikarbiidi (SiC) nanopulber

Ultraheli rakendus:
Ränikarbiidi (SiC) nanopulber deagglomereeriti ja jaotati värvi tetra-hüdrofuraani lahuses Hielscheri abil UP200S suure võimsusega ultraheli protsessor, mis töötab akustilise võimsustihedusega 80 W / cm². SiC deagglomeratsioon viidi algselt läbi puhtas lahustis mõne pesuvahendiga, seejärel lisati osa värvist. Kogu protsess kestis vastavalt 30 minutit ja siiditrükiks ettevalmistatud proovide puhul 60 minutit. Segu piisav jahutamine toimus ultraheli ajal, et vältida lahusti keetmist. Pärast ultraheliuuringut aurustati tetrahüdrofuraan pöörlevas aurustis ja segule lisati kõvendi, et saada printimiseks sobiv viskoossus. SiC kontsentratsioon saadud komposiidis oli 3% massiprotsenti dip-katmiseks ettevalmistatud proovides. Siiditrüki jaoks valmistati ette kaks proovipartiid, mille SiC-sisaldus oli 1 – 3% wt esialgsete kulumis- ja hõõrdumiskatsete jaoks ja 1.6 – 2,4% wt komposiitide peenhäälestamiseks kulumis- ja hõõrdekatsete tulemuste põhjal.
Seadme soovitus:
UP200S
Viide/ uurimistöö:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Elastne lõnga pinguti, millel on mittepidev antiwear nanokomposiitmuster. Kiud & Ida-Euroopa tekstiilid 17/ 1, 2009. 91-96.

SWNT ühe seinaga süsiniknanotorud

Ultraheli rakendus:
Sonokeemiline süntees: 10 mg SWNT ja 30ml 2% MCB lahus 10 mg SWNT ja 30ml 2% MCB lahus, UP400S Sonikatsiooni intensiivsus: 300 W / cm2, ultrahelitöötluse kestus: 5h
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Koshio, A.; Juudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): lihtne viis ühe seinaga süsiniknanotorude keemiliseks reageerimiseks orgaaniliste materjalidega, kasutades ultraheli. Nano kirjad 1/ 7, 2001. 361–363.

Tioleeritud SWCNT-d

Ultraheli rakendus:
25 mg tioleeritud SWCNT-sid (2,1 mmol süsinikku) suspendeeriti 50 ml deioniseeritud vees, kasutades 400W ultraheliprotsessorit (UP400S). Seejärel anti suspensioon värskelt valmistatud Au(NP) lahusele ja segu segati 1 tund. Au(NP)-SWCNT-d ekstraheeriti mikrofiltreerimise teel (tselluloosnitraat) ja pesti põhjalikult deioniseeritud veega. Filtraat oli punast värvi, kuna väike Au(NP) (keskmine läbimõõt ≈ 13 nm) võis tõhusalt läbida filtrimembraani (poori suurus 0,2 μm).
Seadme soovitus:
UP400S
Viide/ uurimistöö:
Jung, A. (2007): Funktsionaalsed materjalid, mis põhinevad süsiniknanotorudel. Väitekiri Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / Perliitkomposiit

Ultraheli rakendus:
TiO2 /perliitkomposiitmaterjalid valmistati ette. Esialgu lahustati 5 ml titaanisopropoksiidi (TIPO), Aldrich 97%, 40 ml etanoolis Carlo Erba ja segati 30 minutit. Seejärel lisati 5 g perliiti ja dispersiooni segati 60 minutit. Segu homogeniseeriti täiendavalt ultraheli otsa sonikaatori abil UIP1000hd. Kogu energiasisend 1 Wh rakendati ultrahelitöötluse ajaks 2 minutit. Lõpuks lahjendati läga etanooliga, et saada 100 ml suspensiooni, ja saadud vedelik määrati lähtelahuseks (PS). Ettevalmistatud PS oli valmis töötlemiseks läbi leegipihusti pürolüüsisüsteemi.
Seadme soovitus:
UIP1000hd
Viide/ uurimistöö:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou,T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): TiO2 / perliitkomposiitide üheastmeline süntees leegipihusti pürolüüsi ja nende fotokatalüütilise käitumise abil. Rahvusvaheline fotoenergia ajakiri 2013.

Võimas ultraheli, mis on ühendatud vedelikega, tekitab intensiivset kavitatsiooni. Äärmuslikud kavitatsioonilised mõjud tekitavad peenpulbri läga, mille osakeste suurus on submikroni- ja nanovahemikus. Lisaks aktiveeritakse osakeste pindala. Mikrojeti ja lööklaine löök ning osakestevahelised kokkupõrked mõjutavad oluliselt tahkete ainete keemilist koostist ja füüsikalist morfoloogiat, mis võib dramaatiliselt suurendada nii orgaaniliste polümeeride kui ka anorgaaniliste tahkete ainete keemilist reaktiivsust.

“Kokkuvarisevate mullide sees olevad äärmuslikud tingimused toodavad väga reaktiivseid liike, mida saab kasutada erinevatel eesmärkidel, näiteks polümerisatsiooni initsieerimiseks ilma täiendavate initsiaatoriteta. Teise näitena tekitab lenduvate metallorgaaniliste prekursorite sonokeemiline lagunemine kõrge keemistemperatuuriga lahustites nanostruktuurseid materjale erinevates vormides, millel on kõrge katalüütiline toime. Nanostruktuurseid metalle, sulameid, karbiide ja sulfiide, nanomeetrilisi kolloide ja nanostruktuurseid toetatud katalüsaatoreid saab kõik valmistada sellel üldisel viisil.”

[Suslick/ Hind 1999: 323]

Kirjandus / viited

• Suslick, K. S.; Hind, G. J. (1999): Ultraheli rakendused materjalide keemias. Annu. Rev. Mater. 29. kd 1999. 295-326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Kooritud CrPS4 paljutõotava fotojuhtivusega. Väike vol.16, väljaanne1. 9. jaanuar 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Molekulaarsete kristallide sonofragmentimine. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Termiline ja ultraheli mõju nanomeetri skaala hüdroksüapatiidi biokeraamika moodustamisel. Int J Nanomeditsiin. 2011; 6: 2083–2095.