نانولوله های کربنی قوی و انعطاف پذیر اما بسیار منسجم هستند. پراکنده شدن آن ها به مایعات مانند آب، اتانول، روغن، پلیمر یا رزین اپوکسی دشوار است. سونوگرافی یک روش موثر برای به دست آوردن گسسته است – تک پراکنده – نانولوله های کربنی.

نانولوله های کربنی (CNT) در چسب ها، پوشش ها و پلیمرها و به عنوان پرکننده های هدایت کننده الکتریکی در پلاستیک ها برای از بین رفتن بارهای استاتیک در تجهیزات الکتریکی و در پانل های بدنه خودروی قابل نقاشی الکترواستاتیک استفاده می شوند. با استفاده از نانولوله ها می توان پلیمرها را در برابر دماها، مواد شیمیایی خشن، محیط های خورنده، فشارهای شدید و سایش مقاوم تر کرد. دو دسته نانولوله های کربنی وجود دارد: نانولوله های تک دیواری (SWNT) و نانولوله های چند دیواره (MWNT).

نانولوله های کربنی عموماً به صورت ماده خشک در دسترس هستند، به عنوان مانند شرکت ها، مانند تحقیق SES یا CNT شرکت ، آموزشی ویبولیتین ساده, فرآیند قابل اعتماد و مقیاس پذیر برای deagglomeration مورد نیاز است, به منظور استفاده از نانولوله به حداکثر پتانسیل خود را. برای مایعات تا 100 ، 000cP اولتراسوند یک تکنولوژی بسیار موثر برای پاشش نانولوله ها در آب ، روغن یا پلیمرها در غلظت های پایین یا بالا است. جریان جت مایع ناشی از خلا سازی آلتراسونیک، غلبه بر نیروهای باند بین نانولوله و لوله را جدا کند. از آنجا که از نیروهای برشی التراسونیک تولید و اغتشاشات میکرو سونوگرافی می تواند در پوشش سطح و شیمیایی واکنش نانولوله با مواد دیگر کمک می کند، بیش از حد.

به طور کلی، یک نانولوله درشت- پخش ابتدا توسط یک همزن استاندارد از پیش مخلوط می شود و سپس در رآکتور سلول جریان مافوق صوت همگن می شود. ویدیو زیر را نشان می دهد محاکمه آزمایشگاه (فراصوت دسته ای با استفاده از UP400S) پخش نانولوله های کربنی چند دیواره در آب در غلظت کم. به دلیل ماهیت شیمیایی کربن رفتار پراکنده نانولوله ها در آب نسبتاً دشوار است. همانطور که در ویدیو نشان داده شده است، می توان به راحتی نشان داد که امواج فراصوت قادر به پراکنده کردن نانولوله ها به طور موثر است.

پراکندگی SWNT ها فردی طول بالا

یک مشکل مهم برای پردازش و دستکاری SWNT ها غیر محلولی ذاتی لوله در حلال آلی رایج و آب است. عاملدار از دیوار سمت نانولوله یا به پایان می رسد باز برای ایجاد یک رابط مناسب بین SWNT ها و حلال عمدتا منجر به لایه برداری بخشی از طناب SWNT، تنها.
به عنوان یک نتیجه، SWNT ها معمولا به عنوان بسته نرم افزاری به جای اشیاء فرد به طور کامل جدا شده پراکنده شده است. هنگامی که شرایط بیش از حد سخت در طول پراکندگی به کار، SWNT ها به طول بین 80 تا 200nm کوتاه. اگر چه این برای آزمایش های خاص مفید است، این طول برای کاربردهای عملی ترین، مانند SWNT ها نیمه هادی و یا تقویت بیش از حد کوچک است. کنترل، درمان فراصوت خفیف (به عنوان مثال توسط UP200Ht با sonotrode درایو 40mm) یک روش موثر برای آماده سازی پراکندگی آبی SWNT ها طولانی فرد است. سلسله ای از امواج فراصوت خفیف حداقل رساندن کوتاه و اجازه می دهد حفظ حداکثر خواص ساختاری و الکترونیکی.

خالص از SWNT توسط پلیمر به کمک امواج فراصوت

دشوار است که به مطالعه اصلاح شیمیایی SWNT ها در سطح مولکولی، به دلیل دشوار است برای به دست آوردن SWNT ها خالص است. همانطور که رشد کرده SWNT ها حاوی بسیاری از ناخالصی ها، مانند ذرات فلزی و کربن آمورف. امواج فراصوت از SWNT ها در یک راه حل monochlorobenzene (MCB) پلی (متیل متاکریلات) PMMA و پس از فیلتراسیون یک راه موثر برای پاک کردن SWNT ها است. این روش تصفیه پلیمر کمک اجازه می دهد تا برای حذف ناخالصی از SWNT ها به عنوان رشد کرده به طور موثر. (Yudasaka و همکاران) کنترل دقیق دامنه امواج فراصوت اجازه می دهد تا برای محدود کردن خسارت وارده به SWNT ها.

در Hielscher طیف گسترده ای از دستگاه های مافوق صوت و لوازم جانبی برای پاشش کارآمد از نانولوله.

• دستگاه های آزمایشگاهی فشرده تا 400 وات قدرت سونوگرافی برای پاشش به حجم کوچکتر تا 2 لیتر
• UIP500hdT، UIP1000hdT . UIP1500hdT پردازنده های مافوق صوت است که می تواند حجم بزرگتر پردازش.
• سیستم های سونوگرافی 2kW (UIP2000hdT) . 4kW (UIP4000hdT) می تواند برای پخش مقیاس تولید نانولوله های کربنی مورد استفاده قرار گیرد. The UIP10000 (10 کیلووات) و UIP16000 (16 کیلووات) می تواند در خوشه های چند واحد منفرد برای پردازش مقیاس بزرگ نانولوله های کربنی مورد استفاده قرار گیرد.”

ادبیات

• Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): A Simple Way to Chemically React Single-Wall Crabon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication; in Nano Letters, Vol. 1, No. 7, 2001, p. 361-363.
• Yudasaka, M., Zhang, M., Jabs, C. et al. (2000): Effect of an organic polymer in purification and cutting of single-wall carbon nanotubes. Appl Phys A 71, 449–451 (2000).
• Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length, in: Langmuir, Vol. 20, No. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.