Hielscher Ultrasound Technology

Ultrasone Synthesis of Nanodiamonds

  • Troch syn yntinse cavitational krêft, macht echografie is in kânsryk natyf micron- en nano-sized diamanten út grafyt.
  • Micro- en nano-kristallijn diamanten kinne wurde synthesized sonicating in ûnderbrekking fan grafyt yn organyske floeiber by atmosfearyske druk en keamertemperatuer.
  • Ultrasone is ek in brûkbere ynstrumint foar de post-it ferwurkjen fan de synthesized nano diamanten, lykas ultrasonication disperses, deagglomerates en functionalizes nano dieltsjes hiel effektyf.

Sonico for Nanodiamond Treatment

Nanodiamonds (ek neamd Detonation Diamonds (DND) of ultradispersed diamanten (UDD)) binne in bysûndere foarm fan koalstof nanomaterials ûnderskieden troch de unike skaaimerken - lykas syn lattice struktuer, syn grutte oerflak, Likegoed as unyk Optical en magnetysk eigenskippen - en útsûnderlik applikaasjes. De eigenskippen fan ultradispersed dieltsjes meitsje dizze materialen ynnovative ferbiningen foar it ta stân kommen fan roman materiaal mei bûtengewoane funksjes. De grutte fan 'e diamant dieltsjes yn de roet giet oer 5nm.

Ultrasone Synthesis of Nanodiamonds

Under yntinse troepen, lykas sonication of Detonation, grafyt kin wurde omfoarme ta diamant.

Ultrasjoen Synthesearre Nanodiamonds

It synteze fan diamanten is in wichtich ûndersyk fjild oangeande wittenskiplike en kommersjele belangen. De brûkte proses foar de synteze fan mikro-kristallijn en nano-kristallijn diamant dieltsjes is de hege-pressure-hege-temperatuer (HPHT) technyk. By dizze metoade, de ferplichte proses druk fan tsientûzenen atmospheres en temperatuer fan mear as 2000K wurde generearre produsearje de wichtichste part fan 'e hiele wrâld oanbod fan bedriuweterreinen diamant. Foar it omfoarmjen fan grafyt yn diamant, yn it algemien hege druk en hege temperatueren nedich binne, en katalysator fungearje wurde brûkt om de opbringst fan diamant.
Dy easken nedich foar transformaasje kin wurde oanmakke hiel effisjinter troch it brûken fan hege krêft ultrasound (= In lege frekwinsje, hege yntinsiteit echografie):

Ultrasjonele kavitation

Echografie yn floeistoffen feroarsaket lokaal tige ekstreme effekten. As sonicating floeistoffen op hege intensities, it lûd weagen dy't útdrage yn de floeistof media resultearje yn wikselstroom hege-pressure (kompresje) en legedruk (rarefaction) fytst, mei tariven ôfhinklik fan 'e frekwinsje. Yn de legedruk cycle, hege-yntinsiteit ultrasone weagen meitsje lytse fakuüm bubbels of voids yn de floeistof. As de bubbels ferwêzentlikjen in folume op dêr't se kinne net langer opfange enerzjy, se ynstoarte mei geweld yn in hege-pressure syklus. Dit ferskynsel wurdt termed cavitation. Tidens de Einfall tige hege temperatueren (ca.. 5,000K) en druk (approx. 2,000atm) wurde berikt lokaal. De Einfall fan it cavitation bubble ek resultearret yn floeibere jets fan maksimaal 280m / s snelheid. (Suslick 1998) It leit foar de hân dat micro- en nano-kristallijn diamanten meie wurde synthesized op it mêd fan ultrasone cavitation.

Fersyk om ynformaasje




Notysje by ús Privacy Policy.


Ultrasone oarder foar de synteze fan Nanodiamonds

De facto, de stúdzje fan Khachatryan et al. (2008) docht bliken dat diamant microcrystals kinne ek wurde synthesized troch de ultrasonication fan in ûnderbrekking fan grafyt yn organyske floeiber by atmosfearyske druk en keamertemperatuer. As cavitation fluid, in formule fan aromatische oligomers is choosen fanwege syn lege verzadigd damp druk en syn hege boiling temperatuer. Yn dizze floeistof, it bysûndere suver grafyt poeder – mei dieltsjes yn it berik tusken 100-200 μm - is ûnderbrútsen. Yn de eksperiminten fan Kachatryan et al., De fêste-floeistof gewicht ferhâlding wie 1: 6, it cavitation floeistof tichtens wie 1.1g sm-3 by 25 ° C. De maksimum ultrasone yntinsiteit yn de sonoreactor hat west 75-80W sm-2 oerienkomt mei in lûd druk befieming fan 15-16 bar.
It is berikt sawat in 10% grafyt-to-diamanten konverzje. De diamanten wiene hast mono-ferspraat mei in hiel skerp, goed ûntwurpen grutte yn it oanbod fan 6 of 9μm ± 0.5μm, mei kubike, kristallijn morfology en hege suverheid.

Ultrasonically synthesized diamanten (SEM ôfbyldings): High macht echografie jout de enerzjy nedich om induce nanodiamonds' synthsis

SEM bylden fan de ultrasonically synthesized Diamonds: Pictures (a) en (b) lit de stekproef series 1, (c) en (d) de stekproef rige 2. [Khachatryan et al. 2008]

De kosten fan micro- en nanodiamonds produsearre troch dizze metoade wurdt rûsd te wêzen wedstriden mei de hege-pressure-hege-temperatuer (HPHT) proses. Dit makket echografie in ynnovatyf alternatyf foar de synteze fan micro- en nanodiamonds (Khachatryan et al. 2008), benammen as it produksjeproses fan nanodiamonds kinne wurde optimalisearre troch fierdere ûndersiken. In protte parameters sa'n amplitude, druk, temperatuer, cavitation vloeistof, en konsintraasje moat ûndersocht sekuer te ûntdekken de swiete plak fan ultrasone nanodiamond synteze.
By de resultaten helle yn synthesizing nanodiamonds, fierder ultrasonically generated cavitation biedt de mooglikheden foar de synteze fan oare wichtige ferbiningen, sa as kubike boron nitride, koalstof nitride ensfh (Khachatryan et al. 2008)
Fierder, it liket te wêzen mooglik te meitsjen diamant nanowires en nanorods út multi-ommuorre koalstof nanotubes (MWCNTs) ûnder ultrasone irradiation. Diamant nanowires binne iendiminsjonaal analogen fan bulk diamant. Troch syn hege elastisch Modulus, sterkte-to-weight ratio, en de relative gemak wêrmei't har oerflak wurde kin funksjonalisearre, diamant is fûn te wêzen de optimale materiaal foar nanomechanical ûntwerpen. (Sun et al. 2004)

Ultrasone Dispersing of Nanodiamonds

Sa't al beskreaun, de deagglomeration en it sels dieltsje grutte fersprieding yn it medium binne essentials foar de súksesfolle eksploitaasje fan nanodiamonds 'unike skaaimerken.
dispersion en deagglomeraasje by ultrasonication binne in gefolch fan ultrasone cavitation. As ûntbleatsjen fan floeistoffen te echografie it lûd weagen dy't útdrage yn it floeibere resultaat yn wikselstroom hege druk en lege druk fytst. Dat jildt meganyske stress op it oanlûken krêften tusken de aparte dieltsjes. Ultrasone cavitation yn floeistoffen feroarsaket hege snelheid floeibere jets fan maksimaal 1000km / hr (ca.. 600mph). Sokke jets druk floeistof op hege druk tusken de dieltsjes en skied se út elkoar. Lytsere dieltsjes wurde fersneld mei de floeistof jets en gearfoegje by hege snelheden. Dit makket echografie in effektyf middel foar it dispersing mar ek foar de milling fan mikron-grutte en submikron-grutte partikelen.
Bygelyks, nanodiamonds (trochsneed grutte fan likernôch 4nm) en polystyrene kin wurde ferspraat yn cyclohexane te krijen in spesjale gearstald. Yn harren stúdzje, Chipara et al. (2010) hawwe taret Composites fan polystyrene en nanodiamonds, befettet nanodiamonds yn in berik tusken 0 en 25% gewicht. Om krijen in noch dispersion, Hja sonicated de oplossing foar 60 min mei Hielscher s UIP1000hd (1kw).

Ultrasonically Assisted Functionalization fan Nanodiamonds

Foar de functionalization fan it folsleine oerflak fan eltse nano-sized dieltsjes, it oerflak fan it dieltsje moat wêze beskikber foar gemyske reaksje. Dit betsjut in noch en fyn dispersion is nedich as de goed ferspraat dieltsjes wurde omjûn troch in begrinzing laach fan molekulen oanlutsen ta de dieltsje oerflak. Om nije funksjonele groepen oan nanodiamonds 'oerflak, dizze grins laach moat wurde brutsen of fuortsmiten. Dat proses fan break en ôffieren fan de begrinzing laach kin útfierd wurde troch Ultrasonics.
Echografie yntrodusearre yn floeibere generearret ferskate ekstreme effekten lykas cavitation, Lokaal tige hege temperatuer omheech nei 2000K en floeibere jets fan maksimaal 1000km / hr. (Suslick 1998) Troch dizze stress faktoaren it oanlûken krêften (bygelyks Van-der-Waals krêften) kinne te boppen en de funksjonele molekulen wurde útfierd nei it oerflak fan it dieltsje te functionalize, bgl nanodiamonds 'oerflak.

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

Scheme 1: Graphic fan de yn situ-deagglomeration en oerflak functionalization fan nanodiamonds (Liang 2011)

Eksperiminten mei de Bead-Assisted Sonic útinoarfallen (BASD) behanneling hawwe sjen litten kânsrike resultaten foar it oerflak funcionalization fan nanodiamonds ek. Dêrby, kralen (bygelyks micro-sized keramyske beads lykas ZrO2 beads) binne brûkt te twingen de ultrasone cavitational troepen op de nanodiamond dieltsjes. De deagglomeration bart fanwege it interparticular botsing tusken de nanodiamond dieltsjes en de ZrO2 beads.
Troch de bettere beskikberens fan dieltsjes 'oerflak, foar gemyske reaksjes lykas de Boran reduksje, arylation of silanization, in ultrasone of BASD (bead-bystean sonic útinoarfallen) pre-behanneling foar dispersing doel is tige oan te rieden. by ultrasone dispersearje en deagglomeraasje de gemyske reaksje kin fierder folle mear folslein.

As hege krêftige, leechfrekjende ultraschall yntrodusearret yn in flüssige medium, wurdt kavitation generearre.

Ultrasone caviatation resultaten yn ekstreem temperatuer en druk differentials en hege-snelheid liquid jets. Dêrby, macht echografie is in súksesfolle ferwurkjen metoade foar it mingen en Konsolfräsmaschinen applikaasjes.

Kontaktje ús / freegje foar mear ynformaasje

Sprek mei ús oer jo ferwurkingswinsken. Wy sille de meast gaadlike opset- en ferwurkingsparameters oan jo projekt oanbean.





Besykje ús Privacy Policy.


Literatuer / Referinsjes

  • Chipara, A. C. et al .: Thermal eigenskippen fan nanodiamond dieltsjes ferspraat yn polystyrene. HESTEC 2010.
  • El-Say, K. M .: Nanodiamonds as in drug levering systeem: Applikaasje en oansteande. Yn J Appl Pharm Sci 01/06, 2011; pp. 29-39.
  • Khachatryan, A. Kh. et al .: Graphite-to-diamant transformaasje feroarsake troch ultrasone cavitation. In: Diamond & Related Materials 17, 2008; pp931-936.
  • Krueger, A .: De struktuer en de reaktivens fan nanoscale diamant. Yn: J Mater Chem 18, 2008; pp. 1485-1492.
  • Liang, Y.: Deagglomeration en oerflak fan nanodiamond troch middel fan Thermo-gemyske en mechanochemical metoaden. Dissertation Julius Maximilian University Würzburg 2011th
  • Osawa, E .: Monodisperse single nanodiamond particulates. Yn: Pure Appl Chem 80/7, 2008; pp. 1365-1379.
  • Pramatarova, L. et al .: It foardiel fan Polymear Composites mei Detonation Nanodiamond Particles foar Medical Applications. Yn: On Biomimetics; pp. 298-320.
  • Sinne, L .; Gong, J .; Zhu, D .; Zhu, Z .; Hy, S .: Diamond Nanorods út Carbon nanotubes. Yn: Advanced Materials 16/2004. pp. 1849-1853.
  • Suslick, K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedie Gemyske Technology. 4de ed. J. Wiley & Soannen: New York; 26, 1998; pp. 517-541.

Nanodiamonds – Brûk en Applications

De nanodiamond granen binne stabyl fanwege harren zeta-potinsje. Dêrby, hja meastentiids tige te foarmjen aggregates. In mienskiplike tapassing fan nanodiamonds is it gebrûk yn Abrasives, snijen en polyst- ark en waarmte Sinks. In oare potinsjele gebrûk is de tapassing fan nanodiamonds as drug ferfierder foar farmaseutyske aktive komponinten (cf. Pramatarova). Troch ultrasonication, Foarste plak nanodiamonds kin synthesized út grafyt en oard, de nanodiamonds swier fersoargje te agglomeraasje kin wêze evenredich dispersearre yn floeibere media (bgl te formulearjen in polishing agent).