پراکندگی نانولوله های کربنی در جوهرهای قابل چاپ سه بعد
پراکندگی یکنواخت CNT ها در جوهرهای قابل چاپ سهD می تواند خواص جوهر را افزایش دهد و برنامه های جدید را در زمینه های مختلف فعال کند. پروب نوع امواج فراصوت یک روش پراکنده بسیار قابل اعتماد برای تولید نانواسپنسسیون های پایدار از نانولوله های کربنی در پلیمرها است.
پراکندگی CNT کارامد و پایدار در پلیمرها به دلیل روش فراصوت
نانولوله های کربنی (CNTs) اغلب در روغن های سیلیکونی برای کاربردهای مختلف به دلیل خواص منحصر به فرد انها پراکنده می شوند. پراکندگی CNT ها در روغن های سیلیکونی می تواند خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی مواد حاصل را بهبود بخشد. یکی از این کاربردها ساخت پلیمرهای دوپ CNT برای جوهرهای قابل چاپ سهD رسانا است، به عنوان مثال، برای تولید افزودنی مبتنی بر زیستی سنسورهای لمسی پوشیدنی، داربست های بازسازی بافت خاص بیمار و الکترودهای انعطاف پذیر ECG و EEG.
علاوه بر این، CNT های پراکنده در روغن های سیلیکونی می توانند به عنوان جوهر رسانا در دستگاه های الکترونیکی مانند نمایشگرهای انعطاف پذیر و سنسورها استفاده شوند. CNT ها به عنوان مسیرهای رسانا عمل می کنند و جریان جریان الکتریکی را امکان می دهند.
سیستم اولتراسوند قدرت صنعتی برای پراکندگی درون خطی صنعتی: ultrasonicators با کارایی بالا سیستم های اختلاط درون خطی قابل اعتماد و بسیار کارامد برای تولید nanodispersions مانند CNTs در پلیمرها هستند.
مزایای استفاده از التراسونیک CNT / پلیمر پراکندگی
امواج فراصوت یک تکنیک پاشش بسیار کارامد است که با مزایای متعددی همراه است. مزایای استفاده از پاشش مافوق صوت نانولوله های کربنی (CNTs) در پلیمرها عبارتند از:
سیستم صنعتی التراسونیک برای فرایندهای حل درون خطی، به عنوان مثال پراکندگی یکنواخت نانولوله های کربنی به فرمولاسیون پلیمر.
پروتکل عمومی برای تولید التراسونیک CNT / PDMS کامپوزیت
امواج فراصوت برای پراکندگی بسیاری از مواد نانو اندازه در پلیمرها استفاده می شود. یک برنامه خاص و معمول استفاده می شود پراکندگی نانولوله های کربنی (CNTs) در دی متیل پلی سیلوکسان (PDMS) با استفاده از روش فراصوت پروب نوع است. به منظور پراکنده کردن CNT ها در ماتریس PDMS، سونوگرافی قدرت و اثرات حاصل از کاویتاسیون اکوستیک برای از بین بردن نانولوله ها و مخلوط کردن انها به طور یکنواخت به یک نانواسپنسیون استفاده می شود. پروب نوع فراصوت یک روش قدرتمند برای پراکنده کردن CNT ها با توجه به توانایی خود را برای تولید نیروهای کاویتاسیون شدید است که به طور موثر می تواند شکستن و پراکنده کردن CNTs agglomerated است.
پاشش التراسونیک یک مرحله پردازش ساده است که نیاز به هیچ خاص قبل یا بعد از درمان است. تجهیزات مافوق صوت خود را امن و اسان به کار است.
فرایند پراکندگی با استفاده از روش فراصوت پروب نوع به طور معمول شامل مراحل زیر است:
- اماده سازی مخلوط CNT-PDMS: مقدار از پیش تعیین شده از CNT ها به ماتریس PDMS اضافه می شود و با استفاده از همزن مکانیکی از قبل مخلوط می شوند. جالب توجه است، با پیش پراکنده کردن CNT ها در یک حلال، هدایت الکتریکی می تواند افزایش یابد. بهترین نتایج توسط تتراهیدروفوران (THF)، استون یا کلروفرم (مرتب شده بر اساس بهترین نتایج) به دست می اید.
- پروب نوع فراصوت: مخلوط به فراصوت پروب نوع با استفاده از یک پروب اولتراسونیک با شدت بالا است که تولید امواج اولتراسوند با فرکانس به طور معمول حدود 20 کیلو هرتز در معرض. بسته به حجم و فرمولاسیون، فراصوت است که به طور معمول برای چند دقیقه برای اطمینان از پراکندگی کامل از CnTs انجام شده است.
- نظارت بر پراکندگی: پراکندگی CNT ها با استفاده از تکنیک هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) یا طیف سنجی UV-Vis نظارت می شود. این تکنیک ها می توانند برای نمایش توزیع CNT ها در ماتریس PDMS مورد استفاده قرار گیرند و اطمینان حاصل شود که CNT ها به طور یکنواخت پراکنده می شوند.
به طور خلاصه، فراصوت پروب نوع یک روش قدرتمند برای پراکنده کردن CNT ها در پلیمرهایی مانند PDMS به دلیل توانایی ان برای تولید نیروهای حفره شدید است که می تواند به طور موثر شکستن و پراکنده کردن CnTs agglomerated است.
مطالعات موردی ساخت التراسونیک CNT / پلیمر کامپوزیت
پراکندگی نانولوله ها و دیگر نانومواد مبتنی بر کربن با استفاده از امواج فراصوت پروب نوع به طور گسترده ای مورد تحقیق قرار گرفته است و پس از ان به تولید صنعتی اجرا شده است. در زیر، ما در حال حاضر چند مطالعه تحقیقاتی، که نشان می دهد بهره وری استثنایی از پراکندگی نانولوله اولتراسونیک.
پراکندگی التراسونیک از CNTs در PDMS برای سنسورهای پوشیدنی
دل Bosque و همکاران (2022) در مقایسه با فرز سه رول و فراصوت برای اثربخشی خود را از پراکندگی CNT. تجزیه و تحلیل روش پراکندگی نانوذرات را به ماتریس پلیمر نشان می دهد که روش امواج فراصوت فراهم می کند حساسیت الکتریکی بالاتر در مقایسه با فرز سه رول با توجه به همگن بالاتر از توزیع CNT ناشی از نیروهای کاویتاسیون. ازمایش بارگذاری های مختلف CNT، استانه نفوذ سیستم CNT-PDMS، یعنی محتوای بحرانی CNT که در ان هدایت الکتریکی می شود، 0.4 wt٪ CNT بود. نانولوله های کربنی چند دیواری (MWCNTs) توسط امواج فراصوت با استفاده از Hielscher ultrasonicator UP400ST پراکنده شدند (تصویر سمت چپ را ببینید) در 0.5 چرخه پالس و دامنه 50٪ برای 2h. اثرات پراکنده مافوق صوت در طول دوره از زمان فراصوت در تصویر زیر نشان داده شده است.
بر اساس این تجزیه و تحلیل، شرایط مطلوب برای تولید سنسورهای پوشیدنی به عنوان 0.4 وزنی CNT با استفاده از یک فرایند امواج فراصوت انتخاب شد. در این راستا، تجزیه و تحلیل پاسخ الکتریکی تحت چرخه های بار متوالی، استحکام بالایی از سنسورهای توسعه یافته را بدون وجود اسیب در فشار 2٪، 5٪ و 10٪ نشان داد که این سنسورها را برای نظارت بر کرنش متوسط قابل اعتماد می کند.
پراکندگی التراسونیک MWCNTs در PDMS با استفاده از اولتراسونیکاتور UP400St در زمان های مختلف فراصوت.
(مطالعه و تصویر: ©دل بوسک و همکاران، 2022)
تجهیزات پاشش التراسونیک با کارایی بالا برای نانوکامپوزیت های CNT / Polymer
Hielscher فرا صوت تولید کنندگان پروب سونوگرافی با قدرت بالا برای درخواست پراکنده برنامه های کاربردی در ازمایشگاه، نیمکت بالا و صنعت. Hielscher Ultrasonics Dispersers ارائه همگن کارامد و دقیق و پراکندگی نانومواد در حلال ها، پلیمرها و کامپوزیت ها.
با تکنولوژی اولتراسونیک پیشرفته خود، این پراکنده ارائه یک راه حل سریع و اسان برای دستیابی به توزیع اندازه ذرات یکنواخت، پراکندگی پایدار، و / یا عاملدار نانوذرات.
با کاهش زمان پردازش و به حداقل رساندن مصرف انرژی، پراکندگی پروب اولتراسونیک می تواند بهره وری را بهبود بخشد و هزینه های عملیاتی را برای کسب و کار در صنایع مختلف کاهش دهد.
ultrasonicators Hielscher نیز می تواند سفارشی با توجه به نیازهای خاص، با گزینه های برای طیف وسیعی از اندازه پروب، شاخ تقویت کننده، سطح قدرت، و سلول های جریان، و انها را همه کاره و سازگار با نانو فرمولاسیون های مختلف و حجم.
به طور کلی، پراکنده پروب اولتراسونیک یک سرمایه گذاری عالی برای ازمایشگاه ها و صنایع به دنبال بهینه سازی گردش کار پردازش نانومواد خود و دستیابی به نتایج سازگار و قابل اعتماد است.
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخته شده در آلمان
Ultrasonicators Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود شناخته شده است. استحکام و عملیات اسان اجازه می دهد ادغام صاف ultrasonicators ما را به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار قابل اعتماد توسط Ultrasonicators Hielscher به کار گرفته.
Hielscher Ultrasonics یک شرکت گواهی ایزو و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با عملکرد بالا شامل دولت از هنر فن آوری و کاربر دوستی است. البته، سونوگرافی Hielscher سازگار CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 00.5 به 1.5mL | خب | VialTweeter(ویال گروهی) | 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه | UP100H |
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP200Ht، UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
Hielscher مافوق صوت تولید هموژنایزر مافوق صوت با عملکرد بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکنده، تقلید و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی است.
راکتور دسته ای التراسونیک برای پردازش صنعتی، به عنوان مثال ترکیب CNT ها و سایر نانو پرکننده ها به پلیمرها برای جوهرهای قابل چاپ سه بعد برای تولید افزودنی.
ادبیات/منابع
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Kim, J., Hwang, JY., Hwang, H. et al. (2018): Simple and cost-effective method of highly conductive and elastic carbon nanotube/polydimethylsiloxane composite for wearable electronics. Scientific Reports 8, 1375 (2018).
- Lima, Márcio; Andrade, Mônica; Skákalová, Viera; Bergmann, Carlos; Roth, Siegmar (2007): Dynamic percolation of carbon nanotubes in liquid medium. Journal of Materials Chemistry 17, 2007. 4846-4853.
- Shar, A., Glass, P., Park, S. H., Joung, D. (2023): 3D Printable One-Part Carbon Nanotube-Elastomer Ink for Health Monitoring Applications. Advanced Functional Materials 33, 2023.
Hielscher Ultrasonics تولید هموژنیزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.