નેનોપ્રવાહીઓ કેવી રીતે બનાવવાં
નેનોપ્રવાહી એ નેનોકણો ધરાવતા આધાર પ્રવાહીનું બનેલું, વિશેષ રીતે તૈયાર કરેલું પ્રવાહી છે. નેનોપ્રવાહીઓના સંશ્લેષણ માટે અત્યંત સમાન વિક્ષેપણ સુનિશ્ચિત કરવા અસરકારક અને વિશ્વસનીય સમાનકીકરણ તથા સમુચ્ચયવિખંડન તકનીક જરૂરી છે. ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતાં નેનોપ્રવાહીઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકો શ્રેષ્ઠ તકનીક છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ કાર્યક્ષમતા, ઝડપ, સરળતા, વિશ્વસનીયતા અને ઉપયોગમાં સુગમતાને કારણે ઉત્કૃષ્ટ છે.
નેનોપ્રવાહીઓ શું છે?
નેનોપ્રવાહી એ નેનો કદના કણો (≺100nm) ધરાવતું પ્રવાહી છે; આ કણોને સામાન્ય રીતે નેનોકણો કહેવામાં આવે છે. નેનોપ્રવાહીઓમાં વપરાતા નેનોકણો સામાન્ય રીતે ધાતુઓ, ઑક્સાઇડ્સ, કાર્બાઇડ્સ અથવા કાર્બન નેનોટ્યૂબ્સના બનેલા હોય છે. વિશેષ રીતે તૈયાર કરેલું કોલોઇડલ નિલંબન, એટલે કે નેનોપ્રવાહી મેળવવા માટે આ નેનોકણોને આધાર પ્રવાહીમાં (દા.ત., પાણી, તેલ વગેરે) વિક્ષેપિત કરવામાં આવે છે. આધાર પ્રવાહીના પદાર્થગુણોની સરખામણીમાં નેનોપ્રવાહીઓ તાપવાહકતા, તાપીય વિસરણશીલતા, સ્નિગ્ધતા અને સંવહનીય ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ ગુણાંકો જેવા સુધારેલા તાપભૌતિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
નેનોપ્રવાહીઓનો એક સામાન્ય ઉપયોગ શીતક અથવા પ્રશીતક તરીકે થાય છે. પરંપરાગત શીતકોમાં (જેમ કે પાણી, તેલ, ઇથિલિન ગ્લાયકોલ, પોલીઆલ્ફાઓલેફિન વગેરે) નેનોકણો ઉમેરવાથી પરંપરાગત શીતકોના તાપીય ગુણધર્મો સુધરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક સમાનકીકરણ ઉપકરણ UP400St નેનોપ્રવાહીઓના ઉત્પાદન માટે
- શીતન / ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ પ્રવાહીઓ
- ઊંજકો
- જૈવચિકિત્સાકીય ઉપયોગ
અલ્ટ્રાસોનિક સમાનકીકરણ ઉપકરણથી નેનોપ્રવાહીઓ બનાવવાં
સૌથી યોગ્ય સમાનકીકરણ તકનીક અને પ્રક્રિયા પરિમાણો લાગુ કરીને નેનોપ્રવાહીઓની સૂક્ષ્મસંરચનાને પ્રભાવિત કરી શકાય છે અને તેમાં ફેરફાર કરી શકાય છે. નેનોપ્રવાહીઓ તૈયાર કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ અત્યંત કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય તકનીક તરીકે સાબિત થયું છે. સંશોધન અને ઉદ્યોગમાં અત્યંત સમાનતા અને સાંકડા કણકદ વિતરણ સાથે નેનોકણોનું સંશ્લેષણ, પેષણ, વિક્ષેપણ અને સમાનકીકરણ કરવા અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકો વપરાય છે. નેનોપ્રવાહીઓના સંશ્લેષણ માટેનાં પ્રક્રિયા પરિમાણોમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જા નિવેશ, અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર, તાપમાન, દબાણ અને અમ્લતાનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, અભિકારકો અને ઉમેરણોના પ્રકારો તથા સાંદ્રતાઓ, તેમજ ઉમેરણોને દ્રાવણમાં ઉમેરવાનો ક્રમ પણ મહત્ત્વનાં પરિબળો છે.
તે સુવિદિત છે કે નેનોપ્રવાહીઓના ગુણધર્મો નેનોસામગ્રીની સંરચના અને આકાર પર પ્રબળ રીતે આધાર રાખે છે. તેથી, નેનોપ્રવાહીઓની નિયંત્રિત કરી શકાય તેવી સૂક્ષ્મસંરચનાઓ મેળવવી એ તેમની કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તામાં ફાળો આપતું મુખ્ય પરિબળ છે. કંપનવિસ્તાર, દબાણ, તાપમાન અને ઊર્જા નિવેશ (Ws/mL) જેવા અલ્ટ્રાસોનિકેશન પરિમાણોને શ્રેષ્ઠ રીતે ગોઠવીને વાપરવાં એ સ્થિર, સમાન અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું નેનોપ્રવાહી ઉત્પન્ન કરવાની ચાવી છે. કણોના સમુચ્ચયો તોડવા અને તેમને અલગ અલગ વિક્ષેપિત નેનોકણો તરીકે વિક્ષેપિત કરવા અલ્ટ્રાસોનિકેશન સફળતાપૂર્વક લાગુ કરી શકાય છે. કણકદ નાનું થતાં બ્રાઉનિયન ગતિ (બ્રાઉનિયન ઝડપ) તેમજ કણો વચ્ચેની આંતરક્રિયાઓ વધે છે અને પરિણામે વધુ સ્થિર નેનોપ્રવાહીઓ મળે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો તમામ મહત્ત્વનાં પ્રક્રિયા પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણ આપે છે, ઊંચા કંપનવિસ્તાર પર સતત (24/7/365) ચાલી શકે છે અને તમામ સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓનું સરળ મૂલ્યાંકન કરવા માટે સ્વચાલિત ડેટા નોંધણીની સુવિધા ધરાવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વિક્ષેપિત નેનો કદની સિલિકા
સોનિકેશનથી નેનોપ્રવાહીઓની સ્થિરતામાં સુધારો
નેનોપ્રવાહીઓમાં નેનોકણોના સમુચ્ચયનથી કણોનું તળિયે બેસવું અને સૂક્ષ્મ નલિકાઓનું અવરોધાવું જ થતું નથી, પરંતુ નેનોપ્રવાહીઓની તાપવાહકતા પણ ઘટે છે. પદાર્થવિજ્ઞાન અને ઉદ્યોગમાં અલ્ટ્રાસોનિક સમુચ્ચયવિખંડન અને વિક્ષેપણનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. નેનોકણોનું સમાન વિતરણ અને ઉત્તમ સ્થિરતા ધરાવતાં સ્થિર નેનોવિક્ષેપણો તૈયાર કરવા માટે સોનિકેશન એક પ્રમાણિત તકનીક છે. તેથી, નેનોપ્રવાહીઓના ઉત્પાદન માટે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકો પસંદગીની તકનીક છે.
સંશોધનમાં અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન કરેલાં નેનોપ્રવાહીઓ
સંશોધનમાં નેનોપ્રવાહીઓની લાક્ષણિકતાઓ પર અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને અલ્ટ્રાસોનિક પરિમાણોની અસરોની તપાસ કરવામાં આવી છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે નેનોપ્રવાહીઓ તૈયાર કરવા અંગેના વૈજ્ઞાનિક તારણો વિશે વધુ વાંચો.
Al2O3 નેનોપ્રવાહી તૈયાર કરવા પર અલ્ટ્રાસોનિક અસરો
Noroozi અને સહલેખકો (2014)એ શોધ્યું કે “કણોની વધુ સાંદ્રતા પર, સોનિકેશનને કારણે નેનોપ્રવાહીઓની તાપીય વિસરણશીલતામાં વધુ વધારો થયો હતો. વધુમાં, માપન પહેલાં વધુ શક્તિવાળા પ્રોબ સોનિકેટરથી નેનોપ્રવાહીઓનું સોનિકેશન કરવાથી વધુ સ્થિરતા અને તાપીય વિસરણશીલતામાં વધુ વધારો પ્રાપ્ત થયો હતો.” નાના કદના નેનોકણો (NPs) માટે તાપીય વિસરણશીલતામાં વધારો વધુ હતો. તેનું કારણ એ છે કે નાના કણોમાં અસરકારક સપાટી ક્ષેત્રફળ અને ઘનફળનો ગુણોત્તર વધુ હોય છે. આમ, નાના કણોએ સ્થિર નેનોપ્રવાહી બનાવવામાં મદદ કરી અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબથી કરેલા સોનિકેશનની તાપીય વિસરણશીલતા પર નોંધપાત્ર અસર થઈ હતી. (Noroozi અને સહલેખકો 2014)
Al2O3-પાણી નેનોપ્રવાહીઓના અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન માટે પગલુંદર સૂચનાઓ
પ્રથમ, ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક ત્રાજવાથી Al2O3 નેનોકણોનું દળ માપો. પછી તોળેલા નિસ્યંદિત પાણીમાં ધીમે ધીમે Al2O3 નેનોકણો ઉમેરો અને Al2O3-પાણીના મિશ્રણને હલાવો. નિસ્યંદિત પાણીમાં નેનોકણોનું સમાન વિક્ષેપણ ઉત્પન્ન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ પ્રકારના ઉપકરણ UP400S (400W, 24kHz, ડાબી બાજુનું ચિત્ર જુઓ)થી મિશ્રણનું સતત 1h સુધી સોનિકેશન કરો. નેનોપ્રવાહીઓ જુદા જુદા અંશો (0.1%, 0.5% અને 1%) પર તૈયાર કરી શકાય છે. કોઈ સપાટી સક્રિય પદાર્થ કે pHમાં ફેરફારોની જરૂર નથી. (Isfahani અને સહલેખકો, 2013)
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ગુણધર્મો ગોઠવેલાં જલીય ZnO નેનોપ્રવાહીઓ
Elcioglu અને સહલેખકો (2021) તેમના વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસમાં જણાવે છે કે “આધાર પ્રવાહીમાં નેનોકણોના યોગ્ય વિક્ષેપણ અને સ્થિરતા માટે, તેમજ વાસ્તવિક ઉપયોગો માટે શ્રેષ્ઠ ગુણધર્મો મેળવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન એક આવશ્યક પ્રક્રિયા છે.” તેમણે અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200Ht વાપરીને ZnO / પાણી નેનોપ્રવાહીઓ ઉત્પન્ન કર્યાં હતાં. જલીય ZnO નેનોપ્રવાહીના પૃષ્ઠતાણ પર સોનિકેશનની સ્પષ્ટ અસરો થઈ હતી. સંશોધકોનાં તારણો પરથી એવો નિષ્કર્ષ નીકળે છે કે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિકેશન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ કોઈપણ નેનોપ્રવાહીના પૃષ્ઠતાણ, નેનોસ્તર નિર્માણ અને અન્ય સંબંધિત લાક્ષણિકતાઓને સમાયોજિત કરી ઇચ્છિત રીતે ગોઠવી શકાય છે.
- અત્યંત કાર્યક્ષમ
- નેનોકણોનું વિશ્વસનીય વિક્ષેપણ
- અત્યાધુનિક તકનીક
- તમારા ઉપયોગને અનુરૂપ ગોઠવી શકાય તેવાં
- કોઈપણ ક્ષમતા સુધી 100% રેખીય રીતે વિસ્તારી શકાય તેવાં
- સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ
- ખર્ચની દૃષ્ટિએ અસરકારક
- સલામત અને ઉપયોગમાં સરળ
નેનોપ્રવાહીઓના ઉત્પાદન માટે અલ્ટ્રાસોનિક સમાનકીકરણ ઉપકરણો
Hielscher Ultrasonics તમામ પ્રકારના સમાનકીકરણ અને સમુચ્ચયવિખંડન ઉપયોગો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકોની રચના, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે. નેનોપ્રવાહીઓના ઉત્પાદનમાં સોનિકેશનનું ચોક્કસ નિયંત્રણ અને નેનોકણોના નિલંબનની વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા નિર્ણાયક છે.
Hielscher Ultrasonicsના પ્રોસેસરો તમને ઊર્જા નિવેશ, અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા, કંપનવિસ્તાર, દબાણ, તાપમાન અને નિવાસ સમય જેવાં તમામ મહત્ત્વનાં પ્રક્રિયા પરિમાણો પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ આપે છે. તેથી, તમે પરિમાણોને શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ મુજબ ગોઠવી શકો છો, જેના પરિણામે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળાં નેનોપ્રવાહીઓ મળે છે.
- કોઈપણ ઘનફળ માટે? ક્ષમતા: Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો અને સહાયક સાધનોની વિશાળ શ્રેણી પૂરી પાડે છે. તેનાથી તમારા ઉપયોગ અને ઉત્પાદન ક્ષમતા માટે આદર્શ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલી ગોઠવી શકાય છે. મિલિલીટર જેટલું પ્રવાહી ધરાવતી નાની શીશીઓથી લઈને પ્રતિ કલાક હજારો ગેલનના મોટા પ્રવાહો સુધી, Hielscher તમારી પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક ઉકેલ પૂરો પાડે છે.
- મજબૂતાઈ: અમારી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ મજબૂત અને વિશ્વસનીય છે. તમામ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો 24/7/365 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યા છે અને તેમને ખૂબ ઓછી જાળવણીની જરૂર પડે છે.
- ઉપયોગમાં સુગમતા: અમારાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોનું સુવિકસિત સોફ્ટવેર સરળ અને વિશ્વસનીય સોનિકેશન માટે સોનિકેશન સેટિંગ્સ અગાઉથી પસંદ કરવા અને સાચવવાની સુવિધા આપે છે. ડિજિટલ રંગીન ટચ-ડિસ્પ્લે દ્વારા સહજ રીતે સમજી શકાય તેવું મેનૂ સરળતાથી વાપરી શકાય છે. દૂરસ્થ બ્રાઉઝર નિયંત્રણ તમને કોઈપણ ઇન્ટરનેટ બ્રાઉઝર દ્વારા સંચાલન અને દેખરેખ કરવાની સુવિધા આપે છે. સ્વચાલિત ડેટા નોંધણી કોઈપણ સોનિકેશન પ્રક્રિયાનાં પ્રક્રિયા પરિમાણોને ઉપકરણમાં રહેલા SD-કાર્ડ પર સાચવે છે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બૅચનું ઘનફળ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલાં UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો!? અમને પૂછો!
Hielscher Ultrasonics પ્રયોગશાળા, પાઇલટ અને ઔદ્યોગિક સ્તરે મિશ્રણ, વિક્ષેપણ, પાયસીકરણ અને નિષ્કર્ષણ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળાં અલ્ટ્રાસોનિક સમાનકીકરણ ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરે છે.
સાહિત્ય? સંદર્ભો
- Noroozi, Monir; Radiman, Shahidan; Zakaria Azmi (2014): Influence of Sonication on the Stability and Thermal Properties of Al2O3 Nanofluids. Journal of Nanomaterials 2014.
- Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.
- Asadi, Amin; Ibrahim M. Alarifi (2020): Effects of ultrasonication time on stability, dynamic viscosity, and pumping power management of MWCNT-water nanofluid: an experimental study. Scientific Reports 2020.
- Adio, Saheed A.; Sharifpur, Mohsen; Meyer, Josua P. (2016): Influence of ultrasonication energy on the dispersion consistency of Al2O3–glycerol nanofluid based on viscosity data, and model development for the required ultrasonication energy density. Journal of Experimental Nanoscience Vol. 11, No. 8; 2016. 630-649.
- Jan, Ansab; Mir, Burhan; Mir, Ahmad A. (2019): Hybrid Nanofluids: An Overview of their Synthesis and Thermophysical properties. Applied Physics 2019.
- Elcioglu, Elif Begum; Murshed, S.M. Sohel (2021): Ultrasonically tuned surface tension and nano-film formation of aqueous ZnO nanofluids. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 72, April 2021.
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક તકનીક! Hielscher ની ઉત્પાદન શ્રેણી નાના પ્રયોગશાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરથી લઈને ટેબલ પર રાખી શકાય તેવા એકમો અને સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ સુધીનો સમગ્ર વ્યાપ આવરી લે છે.