નેનોસામગ્રીઓનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ (નેનોકણો)

નેનોસામગ્રીઓ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી સામગ્રીઓ, સનસ્ક્રીન, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા કોટિંગ્સ અથવા પ્લાસ્ટિક સંયુક્ત સામગ્રીઓ જેવા વિવિધ ઉત્પાદનોનું અભિન્ન ઘટક બની ગઈ છે. પાણી, તેલ, દ્રાવકો અથવા રેઝિન જેવા પ્રવાહીઓમાં નેનો કદના કણોને વિખેરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનનો ઉપયોગ થાય છે.

નેનોકણોનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ

પદ્ધતિ તરીકે નેનોકણોના અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણનો ઉપયોગ અનેક અસરો પેદા કરે છે. સૌથી સ્પષ્ટ અસર કણોના સમૂહોને તોડવા માટે પ્રવાહીઓમાં પદાર્થોનું વિખેરણ કરવાની છે. બીજી પ્રક્રિયામાં કણોના સંશ્લેષણ અથવા અવક્ષેપન દરમિયાન અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આનાથી કણો નાના બને છે અને તેમના કદની એકરૂપતા વધે છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન કણોની સપાટીઓ પર પદાર્થના સ્થાનાંતરણને પણ સુધારે છે. આ અસરનો ઉપયોગ ઊંચું વિશિષ્ટ સપાટી ક્ષેત્રફળ ધરાવતી સામગ્રીઓની સપાટીના કાર્યાત્મકકરણને સુધારવા માટે થઈ શકે છે.

નેનોસામગ્રીઓનું વિખેરણ અને કદ ઘટાડવું

નેનોસામગ્રીઓ, જેમ કે ધાતુના ઑક્સાઇડ, નેનોક્લે અથવા કાર્બન નેનોટ્યુબ્સને પ્રવાહીમાં ભેળવવામાં આવે ત્યારે તેઓ સમૂહો બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે. પાઉડરને ભીનો કર્યા પછી બંધન બળો પર કાબૂ મેળવવા માટે કણોના સમૂહોને છૂટા પાડવાના અને વિખેરણ કરવાના અસરકારક ઉપાયો જરૂરી છે. જલીય અને બિનજલીય નિલંબનોમાં કણસમૂહોની રચનાઓને અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી તોડવાથી નેનો કદની સામગ્રીઓની સંપૂર્ણ ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઘન પદાર્થની વિવિધ માત્રાઓ ધરાવતા નેનોકણસમૂહોના વિવિધ વિખેરણો પરના અભ્યાસોએ રોટર સ્ટેટર મિક્સર (દા.ત. ultra turrax), પિસ્ટન હોમોજેનાઇઝર અથવા ભીના પીસવાની પદ્ધતિઓ, જેમ કે બીડ મિલ અથવા કોલોઇડ મિલ જેવી અન્ય તકનીકોની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો નોંધપાત્ર લાભ દર્શાવ્યો છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ ઘન પદાર્થોની પ્રમાણમાં ઊંચી સાંદ્રતાએ ચલાવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકા માટે વિખંડનનો દર વજનના આધારે 50% સુધીની ઘન સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર હોવાનું જણાયું હતું. ઊંચી સાંદ્રતાવાળા માસ્ટર બેચના વિખેરણ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે – તેમાં ઓછી અને ઊંચી શ્યાનતાવાળા પ્રવાહીઓનું પ્રક્રિયાકરણ થાય છે. આથી પાણી, રેઝિન અથવા તેલ જેવા વિવિધ માધ્યમો પર આધારિત પેઇન્ટ અને કોટિંગ્સ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રક્રિયાકરણનો સારો ઉકેલ બને છે.

અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન

અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા થતું વિખેરણ અને કણસમૂહોનું છૂટા પડવું અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનનું પરિણામ છે. પ્રવાહીઓને અલ્ટ્રાસાઉન્ડના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે ત્યારે પ્રવાહીમાં પ્રસરતાં ધ્વનિતરંગો એકાંતરે ઊંચા દબાણ અને નીચા દબાણનાં ચક્રો ઉત્પન્ન કરે છે. આનાથી વ્યક્તિગત કણો વચ્ચેના આકર્ષણ બળો પર યાંત્રિક તાણ પડે છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન પ્રવાહીઓમાં 1000km/hr (આશરે 600mph) સુધીની ઝડપ ધરાવતા પ્રવાહી જેટ ઉત્પન્ન કરે છે. આવા જેટ ઊંચા દબાણે કણો વચ્ચે પ્રવાહીને ધકેલે છે અને તેમને એકબીજાથી અલગ પાડે છે. નાના કણોને પ્રવાહી જેટ સાથે પ્રવેગ મળે છે અને તેઓ ઊંચી ઝડપે અથડાય છે. આથી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ માઇક્રોન કદના અને માઇક્રોનથી નાના કદના કણોના વિખેરણ ઉપરાંત તેમને પીસવા માટે પણ અસરકારક સાધન બને છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી કણોનું સંશ્લેષણ / અવક્ષેપન

સંશ્લેષણ અથવા અવક્ષેપન દ્વારા નાના ઘટકોમાંથી મોટા કણો બનાવવાના અભિગમથી નેનોકણો ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. નેનો કદનાં સંયોજનો તૈયાર કરવા માટે વપરાતી સૌથી પ્રારંભિક તકનીકોમાં સોનોકેમિસ્ટ્રીનો સમાવેશ થાય છે. Suslickએ તેમના મૂળ કાર્યમાં Fe(CO)₅ લઈને શુદ્ધ પ્રવાહી સ્વરૂપે અથવા deaclinના દ્રાવણમાં તેનું સોનિકેશન કર્યું હતું અને 10–20nm કદના અસ્ફટિકીય લોહના નેનોકણો મેળવ્યા હતા. સામાન્ય રીતે, અતિસંતૃપ્ત મિશ્રણ અત્યંત સાંદ્ર પદાર્થમાંથી ઘન કણો બનાવવાનું શરૂ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન પૂર્વગામી પદાર્થોનું મિશ્રણ સુધારે છે અને કણોની સપાટી પર દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારે છે. આનાથી કણોનું કદ નાનું બને છે અને એકરૂપતા વધે છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને સપાટીનું કાર્યાત્મકકરણ

ઘણી નેનોસામગ્રીઓ, જેમ કે ધાતુના ઑક્સાઇડ, ઇંકજેટ શાહી અને ટોનરના રંગદ્રવ્યો અથવા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા કોટિંગ્સ માટેના ભરાવ પદાર્થો, માટે સપાટીનું કાર્યાત્મકકરણ જરૂરી છે. દરેક અલગ કણની સંપૂર્ણ સપાટીનું કાર્યાત્મકકરણ કરવા માટે સારી વિખેરણ પદ્ધતિ જરૂરી છે. વિખેરાયેલા કણો સામાન્ય રીતે કણની સપાટી તરફ આકર્ષાયેલા અણુઓના સીમાસ્તરથી ઘેરાયેલા હોય છે. નવા કાર્યાત્મક સમૂહો કણની સપાટી સુધી પહોંચી શકે તે માટે આ સીમાસ્તરને તોડવું અથવા દૂર કરવું જરૂરી છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનથી ઉત્પન્ન થતા પ્રવાહી જેટની ઝડપ 1000km/hr સુધી પહોંચી શકે છે. આ તાણ આકર્ષણ બળોને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને કાર્યાત્મક અણુઓને કણની સપાટી સુધી પહોંચાડે છે. સોનોકેમિસ્ટ્રીમાં, આ અસરનો ઉપયોગ વિખેરાયેલા ઉદ્દીપકોની કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે થાય છે.

કણના કદના માપન પહેલાં અલ્ટ્રાસોનિકેશન

નમૂનાઓનું અલ્ટ્રાસોનિકેશન તમારા કણના કદ અથવા આકારવિજ્ઞાનના માપનની ચોકસાઈ સુધારે છે. નવું SonoStep એક કોમ્પેક્ટ રચનામાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, નમૂનાઓને હલાવવા અને પંપ કરવાની ક્રિયાઓને સંયોજિત કરે છે. તેનું સંચાલન સરળ છે અને તેનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાસોનિકેશન કરેલા નમૂનાઓને કણના કદના વિશ્લેષકો જેવાં વિશ્લેષણાત્મક ઉપકરણો સુધી પહોંચાડવા માટે કરી શકાય છે. તીવ્ર સોનિકેશન ગૂચ્છિત કણોને વિખેરવામાં મદદ કરે છે, જેનાથી વધુ સુસંગત પરિણામો મળે છે. વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

પ્રયોગશાળા અને ઉત્પાદન સ્તર માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા

કણોના ગૂચ્છોને છૂટા પાડવા અને વિખેરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો અને ફ્લો સેલ પ્રયોગશાળા અને ઉત્પાદન સ્તર માટે ઉપલબ્ધ છે. ઔદ્યોગિક સિસ્ટમોમાં સરળતાથી ફેરફાર કરીને તેમને ઇનલાઇન કાર્ય કરવા માટે અનુકૂળ બનાવી શકાય છે. સંશોધન અને પ્રક્રિયાના વિકાસ માટે અમે UIP1000hd (1,000 વૉટ)નો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરીએ છીએ.

Hielscher નેનોસામગ્રીઓના કાર્યક્ષમ વિખેરણ માટે, ઉદાહરણ તરીકે પેઇન્ટ, શાહી અને કોટિંગમાં, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો અને સહાયક સાધનોની વિશાળ શ્રેણી પ્રદાન કરે છે.

• કોમ્પેક્ટ પ્રયોગશાળા ઉપકરણો વધુમાં વધુ 400 વૉટની શક્તિ ધરાવે છે.
  આ ઉપકરણોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે નમૂનાની તૈયારી અથવા પ્રારંભિક વ્યવહાર્યતા અભ્યાસ માટે થાય છે અને તે ભાડે ઉપલબ્ધ છે.
• 500 અને 1,000 અને 2,000 વૉટના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો, જેમ કે ફ્લો સેલ અને વિવિધ બૂસ્ટર હોર્ન તથા સોનોટ્રોડ સાથેનો UIP1000hd સેટ, વધુ મોટા આયતનના પ્રવાહો પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે.
  આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ બેન્ચટોપ અથવા પાઇલટ પ્લાન્ટ સ્તરે પરિમાણો (જેમ કે: કંપવિસ્તાર, સંચાલન દબાણ, પ્રવાહ દર વગેરે)ના શ્રેષ્ઠીકરણ માટે થાય છે.
• અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો, જેમની શક્તિ 2kW, 4kW, 10kW અને 16kW હોય, તથા આવા અનેક એકમોના વધુ મોટા સમૂહો લગભગ કોઈપણ સ્તરે ઉત્પાદનના આયતનવાળા પ્રવાહો પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે.

પ્રક્રિયાના પરીક્ષણો કરવા માટે બેન્ચટોપ ઉપકરણો અનુકૂળ શરતો પર ભાડે ઉપલબ્ધ છે. આવા પરીક્ષણોનાં પરિણામોને ઉત્પાદન સ્તર સુધી રેખીય રીતે વિસ્તારી શકાય છે – જેનાથી પ્રક્રિયાના વિકાસમાં રહેલું જોખમ અને ખર્ચ ઘટે છે. ઑનલાઇન, ફોન પર અથવા રૂબરૂ તમને સહાય કરવામાં અમને આનંદ થશે. કૃપા કરીને અમારાં સરનામાં અહીં જુઓ, અથવા નીચેના ફોર્મનો ઉપયોગ કરો.

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: