نحوه ساخت نانوسیالات

نانوسیال یک سیال مهندسی شده است که از یک سیال پایه حاوی نانوذرات تشکیل شده است. برای سنتز نانوسیالات، یک روش همگن سازی و آگلومراسیون کارآمد و قابل اعتماد برای اطمینان از درجه بالایی از پراکندگی یکنواخت مورد نیاز است. پراکنده کننده های اولتراسونیک فناوری برتر برای تولید نانوسیالات با ویژگی های عالی هستند. پراکندگی اولتراسونیک با بهره وری ، سرعت ، سادگی ، قابلیت اطمینان و کاربر پسند بودن برتری دارد.

نانوسیالات چیست؟

نانوسیال سیالی است که حاوی ذرات با اندازه نانو (≺100 نانومتر) است که معمولا نانوذرات نامیده می شود. نانوذرات مورد استفاده در نانوسیالات معمولا از فلزات، اکسیدها، کاربیدها یا نانولوله های کربنی ساخته می شوند. این نانوذرات در یک سیال پایه (به عنوان مثال، روغن آب و غیره) پراکنده می شوند تا یک سوسپانسیون کلوئیدی مهندسی شده، یعنی نانوسیال به دست آورند. نانوسیالات خواص ترموفیزیکی بیشتری مانند هدایت حرارتی، نفوذ حرارتی، ویسکوزیته و ضرایب انتقال حرارت جابه جایی در مقایسه با خواص مصالح سیال پایه از خود نشان می دهند.
کاربرد رایج نانوسیالات استفاده از آنها به عنوان خنک کننده یا مبرد است. با افزودن نانوذرات به خنک کننده های معمولی (مانند آب، روغن، اتیلن گلیکول، پلی آلفائولفین و غیره)، خواص حرارتی خنک کننده های معمولی بهبود می یابد.

• مایعات خنک کننده? انتقال حرارت
• گریس
• کاربرد زیست پزشکی

ساخت نانوسیالات با هموژنایزر اولتراسونیک

ریزساختار نانوسیالات را می توان با استفاده از مناسب ترین فناوری همگن سازی و پارامترهای پردازش تحت تأثیر قرار داد و دستکاری کرد. پراکندگی مافوق صوت به عنوان یک روش بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای آماده سازی نانوسیال ثابت شده است. پراکنده کننده های مافوق صوت در تحقیقات و صنعت برای سنتز، آسیاب، پراکنده و همگن سازی نانوذرات با یکنواختی بالا و توزیع اندازه ذرات باریک استفاده می شود. پارامترهای فرآیند برای سنتز نانوسیالات شامل ورودی انرژی اولتراسونیک، دامنه اولتراسونیک، دما، فشار و اسیدیته است. علاوه بر این، انواع و غلظت واکنش دهنده ها و افزودنی ها و همچنین ترتیبی که در آن افزودنی ها به محلول اضافه می شوند، از عوامل مهمی هستند.
به خوبی شناخته شده است که خواص نانوسیالات به شدت به ساختار و شکل نانومواد بستگی دارد. بنابراین، به دست آوردن ریزساختارهای قابل کنترل نانوسیالات عامل اصلی است که به عملکرد و کیفیت نانوسیالات کمک می کند. با استفاده از پارامترهای فراصوت بهینه مانند دامنه، فشار، دما و ورودی انرژی (Ws/mL) کلید تولید یک نانوسیال پایدار و یکنواخت با کیفیت بالا است. امواج فراصوت را می توان با موفقیت به deagglomerate و پراکنده کردن ذرات به نانوذرات تک پراکنده اعمال می شود. با اندازه ذرات کوچکتر، حرکت براونی (سرعت براونی) و همچنین برهمکنش ذرات-ذره افزایش می یابد و منجر به نانوسیالات پایدارتر می شود. مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد کنترل دقیق بر تمام پارامترهای پردازش مهم، می تواند به طور مداوم در دامنه های بالا اجرا (24/7/365) و با پروتکل داده های خودکار برای ارزیابی آسان از تمام فراصوت اجرا می شود.

التراسونیک پراکنده نانو سیلیس

فراصوت پایداری نانوسیالات را بهبود بخشید

برای نانوسیالات، تجمع نانوذرات نه تنها منجر به نشست و گرفتگی میکروکانال ها می شود، بلکه هدایت حرارتی نانوسیالات را نیز کاهش می دهد. deagglomeration و پراکندگی اولتراسونیک به طور گسترده ای در علم مواد و صنعت استفاده می شود. فراصوت یک تکنیک اثبات شده برای تهیه نانو پراکندگی پایدار با توزیع یکنواخت نانوذرات و پایداری عالی است. از این رو، پراکنده کننده های مافوق صوت Hielscher فن آوری ترجیحی هستند، که آن را به تولید نانوسیالات می آید.

التراسونیک تولید نانوسیالات در تحقیقات

تحقیقات اثرات پارامترهای فراصوت و اولتراسونیک بر ویژگی های نانوسیالات را بررسی کرده است. اطلاعات بیشتر در مورد یافته های علمی در مورد آماده سازی نانوسیال مافوق صوت.

اثرات اولتراسونیک بر آماده سازی نانوسیال Al2O3

نوروزی و همکاران (2014) دریافتند که در “غلظت ذرات بالاتر ، افزایش بیشتری از انتشار حرارتی نانوسیالات ناشی از فراصوت وجود دارد. علاوه بر این، پایداری و افزایش انتشار حرارتی بیشتر با فراصوت نانوسیالات با سونیکاتور پروب قدرت بالاتر قبل از اندازه گیری به دست آمد.” افزایش نفوذ حرارتی برای نانوذرات با اندازه کوچکتر بیشتر بود. این به این دلیل است که ذرات کوچکتر نسبت سطح به حجم موثرتری دارند. بنابراین، ذرات کوچکتر به تشکیل یک نانوسیال پایدار کمک کرد و فراصوت با یک پروب اولتراسونیک منجر به تأثیر قابل توجهی بر انتشار حرارتی شد. (نوروزی و همکاران 2014)

دستورالعمل گام به گام برای تولید اولتراسونیک نانوسیالات آب Al2O3

ابتدا جرم نانوذرات Al2O3 را با یک بالانس الکترونیکی دیجیتال وزن کنید. سپس نانوذرات Al2O3 را به تدریج در آب مقطر توزین شده قرار داده و مخلوط Al2O3-آب را هم بزنید. مخلوط را به طور مداوم به مدت 1 ساعت با یک دستگاه پروب اولتراسونیک UP400S (400W، 24kHz، نگاه کنید به عکس. سمت چپ) برای تولید پراکندگی یکنواخت نانوذرات در آب مقطر. نانوسیالات را می توان در بخش های مختلف (1/0، 5/0 و 1 درصد) تهیه کرد. نیازی به سورفکتانت یا تغییرات pH نیست. (اصفهانی و همکاران، 2013)

نانوسیالات آبی ZnO تنظیم شده با التراسونیک

Elcioglu و همکاران (2021) در مطالعه علمی خود بیان می کنند که “امواج فراصوت یک فرایند ضروری برای پراکندگی مناسب نانوذرات در سیال پایه و ثبات است, و همچنین برای خواص مطلوب برای کاربردهای واقعی است.” آنها از ultrasonicator UP200Ht برای تولید ZnO استفاده کردند؟ نانوسیالات آب. فراصوت اثرات آشکاری بر کشش سطحی نانوسیال آبی ZnO داشت. یافته های محققان منجر به این نتیجه می شود که کشش سطحی، تشکیل نانو فیلم و سایر ویژگی های مرتبط با هر نانوسیال را می توان تحت شرایط فراصوت مناسب تنظیم و تنظیم کرد.

هموژنایزرهای التراسونیک برای تولید نانوسیال

Hielscher Ultrasonics طراحی، تولید و توزیع پراکنده کننده های اولتراسونیک با کارایی بالا برای انواع برنامه های کاربردی همگن سازی و deagglomeration. هنگامی که آن را به تولید نانوسیالات می آید, کنترل فراصوت دقیق و درمان مافوق صوت قابل اعتماد از سوسپانسیون نانوذرات بسیار مهم است.
شرکت Hielscher Ultrasonics ’ پردازنده ها به شما کنترل کامل بر تمام پارامترهای مهم پردازش مانند ورودی انرژی، شدت اولتراسونیک، دامنه، فشار، دما و زمان نگهداری را می دهند. بدین ترتیب، می توانید پارامترها را در شرایط بهینه تنظیم کنید، که متعاقبا منجر به نانوسیالات با کیفیت بالا می شود.

• برای هر حجم? ظرفیت: Hielscher ارائه می دهد ultrasonicators و مجموعه گسترده ای از لوازم جانبی. این امکان پیکربندی سیستم اولتراسونیک ایده آل را برای کاربرد و ظرفیت تولید شما فراهم می کند. از ویال های کوچک با میلی لیتر به جریان های حجم بالا از هزاران گالن در ساعت، Hielscher ارائه می دهد راه حل مافوق صوت مناسب برای فرآیند شما.
• نیرومندی: سیستم های اولتراسونیک ما قوی و قابل اعتماد هستند. همه مافوق صوت Hielscher برای عملیات 24/7/365 ساخته شده و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.
• کاربر پسند بودن: نرم افزار شرح داده شده از دستگاه های اولتراسونیک ما اجازه می دهد تا پیش انتخاب و صرفه جویی در تنظیمات فراصوت برای فراصوت ساده و قابل اعتماد. منوی بصری به راحتی از طریق یک صفحه نمایش لمسی رنگی دیجیتال قابل دسترسی است. کنترل مرورگر از راه دور به شما امکان می دهد از طریق هر مرورگر اینترنتی کار و نظارت کنید. ضبط خودکار داده ها باعث صرفه جویی در پارامترهای فرآیند هر فراصوت در حال اجرا بر روی یک کارت SD ساخته شده است.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد: