چگونه نانوفلوئیدها را بسازند

یک نانو سیال یک سیال مهندسی شده است که از یک مایع پایه حاوی نانوذرات تشکیل شده است. برای سنتز نانوفلوئیدها، یک همگن سازی اثربخش و قابل اعتماد و تکنیک داگلومراسیون برای اطمینان از درجه بالایی از پراکنده شدن یکنواخت مورد نیاز است. پراکنده کننده های مافوق صوت فن آوری برتر برای تولید نانو مایع با ویژگی های عالی است. پراکنده مافوق صوت برتری با بهره وری, سرعت, سادگی, قابلیت اطمینان و کاربر دوستی.

نانوفلوئیدها چه هستند؟

یک نانو سیال مایعی است که حاوی ذرات به اندازه نانو (≺۱۰۰nm) است که معمولاً نانوذرات نامیده می شوند. نانوذرات مورد استفاده در نانوفلوئیدها به طور معمول از فلزات، اکسیدها، کاربیدها، یا نانولوله های کربنی ساخته می شوند. این نانوذرات به منظور به دست آوردن تعلیق کلوئیدی مهندسی شده، به یک مایع پایه (مانند، روغن آب و غیره) پراکنده می شوند. نانو سیالات ویژگی های ترمو فیزیکی مانند هدایت حرارتی، دیفیوزوی حرارتی، ویسکوزیته و ضریب انتقال گرمای هم رفتگی را در مقایسه با خواص مادی مایع پایه افزایش داده اند.
کاربرد رایج نانوفلوئیدها استفاده از آن ها به عنوان خنک کننده یا تبرید است. با اضافه شدن نانو ذرات به خنک کننده های معمولی (مانند آب، روغن، اتیلن گلیکول، پلی گالفافولفین و غیره)، خواص حرارتی خنک کننده های معمولی بهبود می یافت.

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

ساخت نانو مایع با هموژنیزر مافوق صوت

ریزساختار نانوفلوئیدها را می توان تحت تأثیر و دستکاری استفاده از مناسب ترین فناوری همگن سازی و پارامترهای پردازش قرار داد. پراکنده شدن مافوق صوت به عنوان یک تکنیک بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای آماده سازی نانوفلوئید ثابت شده است. پراکنده کننده های مافوق صوت در تحقیقات و صنعت برای سنتز، آسیاب، پراکنده کردن و همگن کردن نانوذرات با یکنواختی بالا و توزیع اندازه ذرات باریک استفاده می شوند. پارامترهای فرایند برای سنتز نانوفلوئیدها شامل ورودی انرژی مافوق صوت، دامنه مافوق صوت، دما، فشار، و اسیدیته است. فوتورمور، انواع و غلظت واکنش ها و افزودنی ها و همچنین ترتیب، که در آن افزودنی ها به محلول اضافه می شوند، از عوامل مهم هستند.
به خوبی شناخته شده است که خواص نانوفلوئیدها به شدت به ساختار و شکل نانومواد بستگی دارد. بنابراین به دست آوردن ریزساختارهای قابل کنترل نانوفلوئیدها عامل اصلی است که به عملکرد و کیفیت نانوفلوئیدها کمک می کند. استفاده از پارامترهای فراصوت بهینه شده مانند دامنه، فشار، دما و ورودی انرژی (Ws/mL) کلید تولید یک نانوفلوئید با کیفیت بالا پایدار و یکنواخت است. امواج فراصوت را می توان با موفقیت به deagglomerate و پراکنده ذرات را به نانوذرات تک پراکنده اعمال می شود. با اندازه ذرات کوچکتر، حرکت براونی (سرعت براونی) و همچنین برهم کنش های ذره-ذره افزایش می یابد و منجر به نانوفلوئیدهای پایدارتر می شود. Hielscher ultrasonicators 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 خودکار داده ها برای ارزیابی آسان از تمام اجرا می شود فراصوت آمده است.

مافوق صوت پراکنده نانو به اندازه سیلیس

فراصوت بهبود ثبات نانوفلوئیدها

برای نانوفلوئیدها، یک آگلومراسیون نانوذرات نه تنها منجر به اسکان و گرفتگی میکروکانال ها بلکه کاهش هدایت حرارتی نانوفلوئیدها می شود. deagglomeration مافوق صوت و پراکنده به طور گسترده ای در علم مواد و صنعت اعمال می شود. فراصوت یک تکنیک اثبات شده برای آماده سازی نانو پراکنده پایدار با توزیع نانوذرات یکنواخت و ثبات بزرگ است. بنابراین، پراکنده کننده های مافوق صوت Hielscher فن آوری ترجیح داده شده، زمانی که آن را به تولید نانو مایع می آید.

نانوفلوئیدهای تولید شده مافوق صوت در تحقیقات

تحقیقات تا به بررسی اثرات امواج فراصوت و پارامترهای مافوق صوت بر ویژگی های نانوفلوئیدها. اطلاعات بیشتر در مورد یافته های علمی در آماده سازی نانوفلوئید مافوق صوت.

اثرات مافوق صوت در Al2O3 آماده سازی نانو مایع

نوروزی و همکارانش (۲۰۱۴) دریافتند که در «غلظت ذرات بالاتر، افزایش انتشار حرارتی نانوفلوئیدهای ناشی از فراصوت بیشتر وجود دارد. همچنین پایداری بیشتر و افزایش دیفیوزویته حرارتی با فراصوت نانوفلوئیدها با سونیکاتور پروب قدرت بالاتر قبل از اندازه گیری به دست آمد." افزایش انتشار حرارتی برای NPs به اندازه کوچکتر بیشتر بود. این به این دلیل است که ذرات کوچکتر نسبت های سطحی مؤثر بالاتری به حجم دارند. بنابراین، ذرات کوچکتر کمک کرد تا تشکیل یک نانو مایع پایدار و فراصوت با یک کاوشگر مافوق صوت منجر به اثر قابل توجهی بر انتشار حرارتی. (نوروزی و همکارانش ۱۳۹۳)

گام به گام آموزش برای تولید مافوق صوت Al2O3 آب نانو مایعات

ابتدا جرم نانوذرات Al2O3 را با یک تعادل الکترونیکی دیجیتال وزن کنید. سپس نانوذرات Al2O3 را به تدریج در آب تغزلی وزنی قرار دهید و مخلوط آب Al2O3 را آشفته کنید. Sonicate مخلوط به طور مداوم برای 1h با یک دستگاه از نوع کاوشگر مافوق صوت UP400S (400W، 24kHz، نگاه کنید به pic. سمت چپ) برای تولید پراکنده یکنواخت نانوذرات در آب تکریر. نانوفلوئیدها را می توان در کسرهای مختلف (۰٫۱٪، ۰٫۵٪، و ۱٪) تهیه کرد. هیچ تغییر سورفکتانت یا pH مورد نیاز نیست. (اصفهانی و همکاران، ۱۳۹۲)

امواج فراصوت تنظیم آبی نانوفلوئیدهای ZnO

Elcioglu و همکاران (2021) در مطالعه علمی خود را که "فراصوت یک فرایند ضروری برای پراکنده شدن مناسب نانوذرات در مایع پایه و ثبات، و همچنین برای خواص مطلوب برای کاربردهای دنیای واقعی است." آنها با استفاده از مافوق صوت UP200Ht برای تولید ZnO / نانو مایع آب. فراصوت اثرات روشنی بر کشش سطحی نانوفلوئید آبی ZnO داشت. یافته های محققان منجر به این نتیجه می شود که تنش سطحی، شکل گیری نانو فیلم و دیگر ویژگی های مرتبط با هر نانوفلوئید را می توان تحت شرایط مناسب فراصوت تنظیم و کوک کرد.

هموژنیزرهای مافوق صوت برای تولید نانو مایع

Hielscher Ultrasonics طراحی، تولید و توزیع پخش مافوق صوت با کارایی بالا برای انواع برنامه های کاربردی همگن سازی و deagglomeration. هنگامی که آن را به تولید نانو مایع می آید, کنترل فراصوت دقیق و درمان مافوق صوت قابل اعتماد از تعلیق نانوذرات بسیار مهم هستند.
پردازنده های Hielscher Ultrasonics به شما کنترل کامل بر تمام پارامترهای پردازش مهم مانند ورودی انرژی، شدت مافوق صوت، دامنه، فشار، دما و زمان حفظ و نگهداری. در نتیجه، شما می توانید پارامترها را به شرایط بهینه سازی شده تنظیم کنید، که متعاقباً منجر به نانوفلوئیدهای با کیفیت بالا می شود.

• برای هر حجم / ظرفیت: Hielscher ارائه می دهد ultrasonicators و نمونه کارها گسترده ای از لوازم جانبی. این اجازه می دهد تا برای پیکربندی سیستم مافوق صوت ایده آل برای برنامه شما و ظرفیت تولید. از ویال های کوچک با میلی لیتر به جریان حجم بالا از هزاران گالن در ساعت، Hielscher ارائه می دهد راه حل مناسب مافوق صوت برای روند خود را.
• نیرومندی: سیستم های مافوق صوت ما قوی و قابل اعتماد هستند. همه Hielscher ultrasonicators برای 24/7/365 عمل ساخته شده و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی.
• کاربر دوستی: نرم افزار استادانه از دستگاه های مافوق صوت ما اجازه می دهد تا قبل از انتخاب و صرفه جویی در تنظیمات فراصوت برای فراصوت ساده و قابل اعتماد. منوی شهودی به راحتی از طریق یک صفحه نمایش لمسی رنگی دیجیتال قابل دسترسی است. کنترل مرورگر از راه دور اجازه می دهد تا شما را به کار و نظارت از طریق هر مرورگر اینترنت. ضبط خودکار داده ها پارامترهای فرایند هر گونه فراصوت اجرا بر روی کارت SD ساخته شده را نجات می دهد.

جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما: