કણોની પ્રક્રિયા માટે શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ: ઉપયોગ અંગેની નોંધો

કણોના ગુણધર્મો સંપૂર્ણપણે પ્રગટ થાય તે માટે તેમના સમૂહો છૂટા પાડવા અને તેમને એકસમાન રીતે વિખેરવા જરૂરી છે, જેથી કણોની સપાટી ઉપલબ્ધ બને. શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડનાં બળો વિક્ષેપણ અને પીસવા માટેનાં વિશ્વસનીય સાધનો તરીકે જાણીતાં છે, જે કણોને તોડીને સબમાઇક્રોન અને નેનો કદ સુધી નાના કરે છે. વધુમાં, સોનિકેશન દ્વારા કણોમાં ફેરફાર કરી શકાય છે અને તેમને કાર્યાત્મક બનાવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે નેનોકણો પર ધાતુનું સ્તર ચઢાવીને.

અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરનો ઉપયોગ કરીને કણોને પીસવા, વિખેરવા, તેમના સમૂહો છૂટા પાડવા અથવા તેમનામાં ફેરફાર કરવા માટે સામગ્રીની પ્રક્રિયા કેવી રીતે કરવી તેની સંબંધિત ભલામણો સાથે પસંદગીના કણો અને પ્રવાહીઓની માહિતી નીચે આપેલી છે.

શક્તિશાળી સોનિકેશન દ્વારા તમારા પાઉડર અને કણો કેવી રીતે તૈયાર કરવા.

અંગ્રેજી વર્ણમાળાના ક્રમમાં:

Aerosil

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
Millipore-પાણી (pH 6)માં સિલિકા Aerosil OX50 કણોનાં વિક્ષેપણો તૈયાર કરવા માટે 500 mL પાણીમાં 5.0 g પાઉડર વિખેરવા ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UP200S (200W; 24kHz)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. નિસ્યંદિત પાણીના દ્રાવણ (pH = 6)માં અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ હેઠળ સિલિકાનાં વિક્ષેપણો તૈયાર કરવા UP200S નો ઉપયોગ 15 min. સુધી કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારબાદ 1 h સુધી જોરશોરથી હલાવવામાં આવ્યું હતું. pH સમાયોજિત કરવા માટે HClનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. વિક્ષેપણોમાં ઘન પદાર્થનું પ્રમાણ 0.1% (w/v) હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધન લેખ:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): સૂક્ષ્મ સિલિકા વિક્ષેપણોના ફ્લોક્યુલેશનમાં કુદરતી અને તાપસંવેદનશીલ પોલિમરોનું સંયોજન. International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al₂O₃-પાણી નેનોપ્રવાહીઓ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
Al₂O₃-પાણી નેનોપ્રવાહીઓ નીચેના પગલાં અનુસરીને તૈયાર કરી શકાય છે: પ્રથમ, ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક ત્રાજવાથી Al₂O₃ નેનોકણોનું દળ તોલો. પછી Al₂O₃ નેનોકણોને તોલેલા નિસ્યંદિત પાણીમાં ધીમે ધીમે ઉમેરો અને Al₂O₃-પાણીના મિશ્રણને હલાવો. મિશ્રણનું સતત 1h સુધી સોનિકેશન કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ પ્રકારના ઉપકરણ UP400S (400W, 24kHz)નો ઉપયોગ કરીને નિસ્યંદિત પાણીમાં નેનોકણોનું એકસમાન વિક્ષેપણ ઉત્પન્ન કરો.
નેનોપ્રવાહીઓ જુદાં જુદાં અંશો (0.1%, 0.5%, અને 1%)માં તૈયાર કરી શકાય છે. કોઈ સર્ફેક્ટન્ટની કે pHમાં ફેરફારની જરૂર નથી.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધન લેખ:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): છિદ્રાળુ માધ્યમ તરીકેના માઇક્રોમોડેલમાં નેનોપ્રવાહીઓના વહનનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77–84.

એલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ (Al2O3)ના અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણથી કણોના કદમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને એકસમાન વિક્ષેપણ પ્રાપ્ત થાય છે.

Bohemiteનું આવરણ ધરાવતા સિલિકા કણો

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
સિલિકા કણો પર બોહમાઇટનું સ્તર ચઢાવવામાં આવે છે: કાર્બનિક પદાર્થો વિનાની સંપૂર્ણપણે સ્વચ્છ સપાટી મેળવવા માટે કણોને 450°C સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. કણોના સમૂહો તોડવા માટે કણોને પીસ્યા પછી, 6 vol% જલીય નિલંબન (≈70 ml) તૈયાર કરવામાં આવે છે અને એમોનિયમ દ્રાવણનાં ત્રણ ટીપાં ઉમેરીને તેને pH 9 પર સ્થિર કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ નિલંબનમાં રહેલા કણસમૂહોને છૂટા પાડવા માટે UP200S વડે 100% કંપવિસ્તાર (200 W) પર 5 min. સુધી અલ્ટ્રાસોનિકેશન કરવામાં આવે છે. દ્રાવણને 85°Cથી ઉપર ગરમ કર્યા પછી, 12.5 g એલ્યુમિનિયમ sec-બ્યુટોક્સાઇડ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. તાપમાન 90 min. સુધી 85–90°C પર રાખવામાં આવે છે, અને સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન નિલંબનને ચુંબકીય સ્ટિરર વડે હલાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ નિલંબન ઠંડું થઈને 40°Cથી નીચે આવે ત્યાં સુધી તેને સતત હલાવવામાં આવે છે. પછી હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરીને pH મૂલ્ય 3 પર સમાયોજિત કરવામાં આવ્યું હતું. તેના તરત પછી નિલંબનનું બરફના બાથમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશન કરવામાં આવે છે. પાઉડરને મંદન અને ત્યારબાદ અપકેન્દ્રણ દ્વારા ધોવામાં આવે છે. ઉપરના સ્વચ્છ પ્રવાહીને દૂર કર્યા પછી, કણોને 120°C પર સુકવણી ભઠ્ઠીમાં સૂકવવામાં આવે છે. અંતે, કણોને 300°C પર 3 કલાક માટે ઉષ્મીય ઉપચાર આપવામાં આવે છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધન લેખ:
Wyss, H. M. (2003): સાંદ્ર કણ જેલોની સૂક્ષ્મસંરચના અને યાંત્રિક વર્તન. મહાનિબંધ, Swiss Federal Institute of Technology 2003. પૃ.71.

કેડમિયમ(II)-થાયોઍસિટામાઇડ નેનોકમ્પોઝિટનું સંશ્લેષણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
પોલિવિનાઇલ આલ્કોહોલની હાજરીમાં અને ગેરહાજરીમાં સોનોકેમિકલ પદ્ધતિ દ્વારા કેડમિયમ(II)-થાયોએસિટામાઇડ નેનોકોમ્પોઝિટનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ (સોનો-સંશ્લેષણ) માટે, 0.532 g કેડમિયમ (II) એસિટેટ ડાઇહાઇડ્રેટ (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0.148 g થાયોએસિટામાઇડ (TAA, CH3CSNH2) અને 0.664 g પોટેશિયમ આયોડાઇડ (KI)ને 20mL બે વાર નિસ્યંદિત વિઆયનીકૃત પાણીમાં ઓગાળવામાં આવ્યાં હતાં. આ દ્રાવણનું ઉચ્ચ શક્તિવાળા પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400S (24 kHz, 400W) વડે ઓરડાના તાપમાને 1 h સુધી સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રતિક્રિયા મિશ્રણના સોનિકેશન દરમિયાન તાપમાન વધીને 70–80degC થયું હતું, જે લોખંડ–constantin થર્મોકપલ વડે માપવામાં આવ્યું હતું. એક કલાક પછી તેજસ્વી પીળો અવક્ષેપ બન્યો હતો. તેને સેન્ટ્રિફ્યુગેશન (4,000 rpm, 15 min) વડે અલગ કરવામાં આવ્યો હતો, બાકી રહેલી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે બે વાર નિસ્યંદિત પાણીથી અને પછી નિર્જળ ઇથેનોલથી ધોવામાં આવ્યો હતો અને અંતે હવામાં સૂકવવામાં આવ્યો હતો (ઉપજ: 0.915 g, 68%). વિઘટન બિંદુ: 200°C. પોલિમરીય નેનોકોમ્પોઝિટ તૈયાર કરવા માટે, 1.992 g પોલિવિનાઇલ આલ્કોહોલને 20 mL બે વાર નિસ્યંદિત વિઆયનીકૃત પાણીમાં ઓગાળવામાં આવ્યો હતો અને પછી ઉપરોક્ત દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવ્યો હતો. આ મિશ્રણને UP400S વડે 1 h સુધી અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ આપવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે તેજસ્વી નારંગી રંગનું ઉત્પાદન બન્યું હતું.
SEMનાં પરિણામોએ દર્શાવ્યું હતું કે PVAની હાજરીમાં કણોનું કદ લગભગ 38 nmથી ઘટીને 25 nm થયું હતું. ત્યારબાદ અમે પૂર્વગામી તરીકે પોલિમરીય નેનોકોમ્પોઝિટ, કેડમિયમ(II)-થાયોએસિટામાઇડ/PVAના ઉષ્મીય વિઘટનમાંથી ગોળાકાર આકારરચના ધરાવતા ષટ્કોણીય CdS નેનોકણોનું સંશ્લેષણ કર્યું હતું. CdS નેનોકણોનું કદ XRD અને SEM બંને વડે માપવામાં આવ્યું હતું અને બંનેનાં પરિણામો એકબીજા સાથે ખૂબ સારી રીતે સુસંગત હતાં.
Ranjbar અને સહલેખકો (2013)એ એ પણ શોધ્યું હતું કે પોલિમરીય Cd(II) નેનોકોમ્પોઝિટ રસપ્રદ આકારરચનાઓ ધરાવતા કેડમિયમ સલ્ફાઇડ નેનોકણો તૈયાર કરવા માટે યોગ્ય પૂર્વગામી છે. તમામ પરિણામોએ દર્શાવ્યું હતું કે ઉચ્ચ તાપમાન, લાંબો પ્રતિક્રિયા સમય અને ઉચ્ચ દબાણ જેવી વિશેષ પરિસ્થિતિઓની જરૂર વિના નેનોસ્તરીય સામગ્રીના સંશ્લેષણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણનો સરળ, કાર્યક્ષમ, ઓછી કિંમતની, પર્યાવરણને અનુકૂળ અને ખૂબ જ આશાસ્પદ પદ્ધતિ તરીકે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/સંશોધનપત્ર:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): કેડમિયમ-થાયોએસિટામાઇડ નેનોકોમ્પોઝિટનું સંશ્લેષણ અને લાક્ષણિકીકરણ. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203–212.

CaCO₃

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
નેનો-અવક્ષેપિત CaCO₃ (NPCC)નું પોલિમરમાં વિક્ષેપણ સુધારવા અને કણોનું સમૂહીકરણ ઘટાડવા માટે તેના પર સ્ટિઅરિક એસિડનું અલ્ટ્રાસોનિક આવરણ ચઢાવવામાં આવ્યું હતું. 2g આવરણ વિનાના નેનો-અવક્ષેપિત CaCO₃ (NPCC)નું UP400S વડે 30ml ઇથેનોલમાં સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. 9 wt% સ્ટિઅરિક એસિડને ઇથેનોલમાં ઓગાળવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ staeric એસિડ ધરાવતા ઇથેનોલને સોનિકેશન કરેલા નિલંબન સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યો હતો.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S સાથે 22mm વ્યાસનો સોનોટ્રોડ (H22D), અને શીતક જેકેટ ધરાવતો ફ્લો સેલ
સંદર્ભ/સંશોધનપત્ર:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): નેનો-અવક્ષેપિત CaCO3 પર સ્ટિઅરિક એસિડનું આવરણ ચઢાવવામાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસરો. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807–813.

સેલ્યુલોઝ નેનોસ્ફટિકો

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
યુકેલિપ્ટસ સેલ્યુલોઝ CNCsમાંથી તૈયાર કરેલા સેલ્યુલોઝ નેનોસ્ફટિકો (CNC): યુકેલિપ્ટસ સેલ્યુલોઝમાંથી તૈયાર કરેલા સેલ્યુલોઝ નેનોસ્ફટિકોને મિથાઇલ એડિપોઇલ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરાવીને CNCm તરીકે અથવા એસિટિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડના મિશ્રણ સાથે પ્રતિક્રિયા કરાવીને CNCa તરીકે સંશોધિત કરવામાં આવ્યા હતા. તેથી, હિમીકરણ દ્વારા સૂકવેલા CNCs, CNCm અને CNCaને શુદ્ધ દ્રાવકો (EA, THF અથવા DMF)માં 0.1 wt% પર, 24 ± 1 degC તાપમાને આખી રાત ચુંબકીય હલન દ્વારા ફરીથી વિક્ષેપિત કરવામાં આવ્યા હતા, ત્યારબાદ 20 min. સુધી સોનિકેશન કરવા માટે પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP100Hનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સોનિકેશન 130 W/cm² તીવ્રતા સાથે 24 ± 1 degC તાપમાને કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ, CNC વિક્ષેપણમાં CAB ઉમેરવામાં આવ્યું હતું, જેથી પોલિમરની અંતિમ સાંદ્રતા 0.9 wt% થઈ હતી.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP100H
સંદર્ભ/સંશોધનપત્ર:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): સેલ્યુલોઝ નેનોસ્ફટિકોની કોલોઇડીય સ્થિરતા અને સેલ્યુલોઝ એસિટેટ બ્યુટિરેટ મેટ્રિક્સમાં તેમની વિખેરણક્ષમતા વચ્ચેનો પરસ્પર સંબંધ. Cellulose 20/3, 2013. 1329–1342.

સિરિયમ નાઇટ્રેટથી ડોપ કરેલું સિલેન

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
કોલ્ડ-રોલ્ડ કાર્બન સ્ટીલ પેનલો (6.5cm 6.5cm 0.3cm; રાસાયણિક રીતે સાફ કરેલી અને યાંત્રિક રીતે પોલિશ કરેલી) ધાત્વિક આધારસપાટીઓ તરીકે વપરાઈ હતી. આવરણ લગાવતાં પહેલાં, પેનલોને એસિટોનથી અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સાફ કરવામાં આવી હતી અને ત્યારબાદ 60°C પર 10 min. માટે ક્ષારીય દ્રાવણથી (0.3molL 1 NaOH દ્રાવણ) સાફ કરવામાં આવી હતી. પ્રાઇમર તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે, આધારસપાટીની પૂર્વસારવાર પહેલાં, γ-ગ્લાયસિડોક્સીપ્રોપાઇલટ્રાઇમેથોક્સીસિલેન (γ-GPS)ના 50 ભાગ ધરાવતું એક લાક્ષણિક સંયોજન લગભગ 950 ભાગ મિથેનોલથી pH 4.5 પર (એસિટિક એસિડથી સમાયોજિત) પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું અને સિલેનનું જલવિઘટન થવા દેવામાં આવ્યું હતું. સિરિયમ નાઇટ્રેટ વર્ણકો વડે ડોપ કરેલા સિલેનની તૈયારીની પ્રક્રિયા એ જ હતી, સિવાય કે (γ-GPS) ઉમેરતાં પહેલાં મિથેનોલના દ્રાવણમાં 1, 2, 3 wt% સિરિયમ નાઇટ્રેટ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું; ત્યારબાદ આ દ્રાવણને ઓરડાના તાપમાને પ્રોપેલર સ્ટિરરથી 1600 rpm પર 30 min. માટે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ, બાહ્ય શીતક સ્નાન સાથે સિરિયમ નાઇટ્રેટ ધરાવતા વિખેરણોનું 40°C પર 30 min માટે સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રક્રિયા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP1000hd (1000W, 20 kHz)નો ઉપયોગ કરીને આશરે 1 W/mLની પ્રવેશ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ શક્તિ આપવામાં આવી હતી. દરેક પેનલને યોગ્ય સિલેન દ્રાવણથી 100 sec. માટે ધોઈને આધારસપાટીની પૂર્વસારવાર કરવામાં આવી હતી. સારવાર પછી, પેનલોને ઓરડાના તાપમાને 24 h માટે સૂકવવા દેવામાં આવી હતી, ત્યારબાદ પૂર્વસારવાર કરેલી પેનલો પર 90μmની ભીની પડની જાડાઈ મેળવવા માટે બે ઘટકોવાળા એમાઇનથી ક્યોર થતા ઇપોક્સીનું (Epon 828, shell Co.) આવરણ લગાવવામાં આવ્યું હતું. ઇપોક્સીનું આવરણ ધરાવતી પેનલોને 115°C પર 1h માટે ક્યોર થવા દેવામાં આવી હતી; ઇપોક્સી આવરણોના ક્યોરિંગ પછી સૂકા પડની જાડાઈ લગભગ 60μm હતી.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP1000hd
સંદર્ભ/ સંશોધન પત્ર:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): ઇપોક્સીનું આવરણ ધરાવતા સ્ટીલના કેથોડિક બંધનવિચ્છેદના ગુણધર્મો પર સિરિયમ નાઇટ્રેટ ધરાવતી સિલેન પૂર્વસારવારોની વિદ્યુતરાસાયણિક અસરો. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

મૃત્તિકા: વિખેરણ/ અંશીકરણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
કણકદ અનુસાર અંશીકરણ: 1–2 μmના કણોમાંથી < 1 μmના કણોને અલગ કરવા માટે, મૃત્તિકા કદના કણોને (< 2 μm) અલ્ટ્રાસોનિક ક્ષેત્રમાં અને ત્યારબાદ અલગ અલગ અવસાદન ઝડપો લાગુ કરીને અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.
મૃત્તિકા કદના કણોને (< 2 μm) અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી અલગ કરવા માટે 300 J mL^-1 (1 min.)ના ઊર્જા ઇનપુટ સાથે પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટક UP200S (200W, 24kHz)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે 7 mm વ્યાસના સોનોટ્રોડ S7થી સજ્જ હતું. અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ પછી નમૂનાનું 110 x g (1000 rpm) પર 3 min. માટે સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ, ઓછી ઘનતાવાળા અંશોને અલગ કરવા માટે અવસાદિત પ્રાવસ્થા (અંશીકરણનો અવશેષ)નો ઘનતા અનુસાર અંશીકરણમાં ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને મળેલી તરતી પ્રાવસ્થા (< 2 μm અંશ)ને બીજી સેન્ટ્રિફ્યુગેશન નળીમાં સ્થાનાંતરિત કરીને 440 x g (2000 rpm) પર 10 min. માટે સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કરવામાં આવ્યું હતું, જેથી < 1 μm અંશ (ઉપરનું પ્રવાહી)ને 1–2 μm અંશ (અવસાદ)થી અલગ કરી શકાય. < 1 μm અંશ ધરાવતા ઉપરના પ્રવાહીને બીજી સેન્ટ્રિફ્યુગેશન નળીમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું અને 1 mL MgSO₄ ઉમેર્યા પછી બાકીનું પાણી નિતારવા માટે 1410 x g (4000 rpm) પર 10 min માટે સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
નમૂનો વધુ પડતો ગરમ ન થાય તે માટે આ પ્રક્રિયા 15 વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવી હતી.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S સાથે S7 અથવા UP200St સાથે S26d7
સંદર્ભ/ સંશોધન પત્ર:
Jakubowska, J. (2007): માટીના કાર્બનિક પદાર્થ (SOM)ના અંશો અને જલવિરોધી સંયોજનો સાથેની તેમની આંતરક્રિયાઓ પર સિંચાઈના પાણીના પ્રકારની અસર. મહાનિબંધ Martin-Luther University Halle-Wittenberg 2007.

મૃત્તિકા: અકાર્બનિક મૃત્તિકાનું સ્તરવિચ્છેદન

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
કોટિંગના વિક્ષેપણ માટે પુલુલાન આધારિત નેનો સંયુક્ત પદાર્થો તૈયાર કરવા અકાર્બનિક માટીનું સ્તરવિચ્છેદન કરવામાં આવ્યું. તે માટે, પુલુલાનની નિશ્ચિત માત્રા (ભીના આધાર પર 4 wt%) પાણીમાં 25degC પર 1 h સુધી હળવેથી હલાવીને (500 rpm) ઓગાળવામાં આવી. તે જ સમયે, 0.2 થી 3.0 wt% જેટલી માત્રામાં માટીનો પાઉડર પાણીમાં 15 મિનિટ સુધી જોરથી હલાવીને (1000 rpm) વિક્ષેપિત કરવામાં આવ્યો. પરિણામી વિક્ષેપણના અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર માટે UP400S (શક્તિ_{મહત્તમ} = 400 W; આવૃત્તિ = 24 kHz) અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો, જે ટાઇટેનિયમ સોનોટ્રોડ H14થી સજ્જ હતું અને જેના ટિપનો વ્યાસ 14 mm, કંપનવિસ્તાર_{મહત્તમ} = 125 μm; સપાટીની તીવ્રતા = 105 Wcm^-2) હતો. ઉપચાર નીચેની પરિસ્થિતિઓમાં કરવામાં આવ્યો: 0.5 ચક્ર અને 50% કંપનવિસ્તાર. અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારનો સમયગાળો પ્રયોગની રચના અનુસાર બદલાતો હતો. ત્યારબાદ કાર્બનિક પુલુલાન દ્રાવણ અને અકાર્બનિક વિક્ષેપણને વધુ 90 મિનિટ સુધી હળવેથી હલાવીને (500 rpm) એકસાથે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યાં. મિશ્રણ પછી, બંને ઘટકોની સાંદ્રતા 0.05 થી 0.75 સુધીના અકાર્બનિક/કાર્બનિક (I/O) ગુણોત્તરને અનુરૂપ હતી. અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર પહેલાં અને પછી પાણીમાં વિક્ષેપિત Na⁺-MMT માટીના કદના વિતરણનું મૂલ્યાંકન IKO-Sizer CC-1 નેનોકણ વિશ્લેષકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું.
માટીની નિશ્ચિત માત્રા માટે સૌથી અસરકારક સોનિકેશન સમય 15 મિનિટ હોવાનું જણાયું, જ્યારે વધુ લાંબો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચાર P’O₂ નું મૂલ્ય વધારે છે (પુનઃએકત્રીકરણને કારણે), જે સૌથી વધુ સોનિકેશન સમય (45 min) પર ફરી ઘટે છે, સંભવતઃ પાતળી તકતીઓ અને ટેક્ટોઇડ્સ બંનેના વિખંડનને કારણે.
Introzziના મહાનિબંધમાં અપનાવેલી પ્રાયોગિક ગોઠવણ અનુસાર, એકમ ઊર્જા ઉપજ તરીકે 725 Ws mL^-1 ની ગણતરી 15 મિનિટના ઉપચાર માટે કરવામાં આવી હતી, જ્યારે 45 મિનિટ સુધી લંબાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારથી 2060 Ws mL^-1નો એકમ ઊર્જા વપરાશ થયો હતો. આનાથી સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન ઘણી મોટી માત્રામાં ઊર્જા બચાવી શકાશે, જે આખરે અંતિમ થ્રૂપુટ ખર્ચમાં પ્રતિબિંબિત થશે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S સોનોટ્રોડ H14 સાથે
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Introzzi, L. (2012): ખાદ્ય પેકેજિંગના ઉપયોગો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળાં બાયોપોલિમર કોટિંગ્સનો વિકાસ. મહાનિબંધ University of Milano 2012.

વિદ્યુતવાહક શાહી

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
મિશ્ર દ્રાવકમાં વિક્ષેપક પદાર્થો સાથે Cu+C અને Cu+CNT કણોને વિક્ષેપિત કરીને વિદ્યુતવાહક શાહી તૈયાર કરવામાં આવી હતી (પ્રકાશન IV). વિક્ષેપક પદાર્થો તરીકે BYK Chemie GmbHના ત્રણ ઉચ્ચ આણ્વિક વજનવાળા વિક્ષેપક એજન્ટો, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 અને DISPERBYK-2012નો ઉપયોગ થયો હતો, જે પાણી આધારિત કાર્બન બ્લેક રંગદ્રવ્યનાં વિક્ષેપણો માટે બનાવવામાં આવ્યા હતા. મુખ્ય દ્રાવક તરીકે વિઆયનીકૃત પાણી (DIW)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ઇથિલીન ગ્લાયકોલ મોનોમિથાઇલ ઈથર (EGME) (Sigma-Aldrich), ઇથિલીન ગ્લાયકોલ monobuthyl ઈથર (EGBE) (Merck) અને n-પ્રોપેનોલ (Honeywell Riedel-de Haen)નો સહદ્રાવકો તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
મિશ્ર સસ્પેન્શનનું સોનિકેશન બરફના સ્નાનમાં 10 મિનિટ સુધી UP400S અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ સસ્પેન્શનને એક કલાક સુધી સ્થિર થવા દેવામાં આવ્યું અને પછી ઉપરનું પ્રવાહી નિતારવામાં આવ્યું. સ્પિન કોટિંગ અથવા પ્રિન્ટિંગ પહેલાં, સસ્પેન્શનનું અલ્ટ્રાસોનિક સ્નાનમાં 10 min સુધી સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Forsman, J. (2013): હાઇડ્રોજન અપચય દ્વારા Co, Ni અને Cu નેનોકણોનું ઉત્પાદન. મહાનિબંધ VTT Finland 2013.

ઇન્કજેટ શાહીમાં રંગદ્રવ્યના કણોનું કદ ઘટાડવા અને તેમનું વિક્ષેપણ કરવા અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર અત્યંત કાર્યક્ષમ છે.

કોપર phathlocyanine

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
મેટાલોફ્થેલોસાયનિન્સનું વિઘટન
કોપર phathlocyanine (CuPc)નું પાણી અને કાર્બનિક દ્રાવકો સાથે આસપાસના તાપમાને અને વાતાવરણીય દબાણે, ઉત્પ્રેરક તરીકે ઓક્સિડન્ટની હાજરીમાં, 500W અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP500hd અને પ્રવાહ-પસાર ચેમ્બરનો ઉપયોગ કરીને સોનિકેશન કરવામાં આવે છે. સોનિકેશનની તીવ્રતા: 37–59 W/cm², નમૂનાનું મિશ્રણ: 5 mL નમૂનો (100 mg/L), choloform અને પિરિડિન સાથે 50 D/D પાણી, અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તારના 60% પર. પ્રતિક્રિયાનું તાપમાન: વાતાવરણીય દબાણે 20°C.
સોનિકેશનના 50 minની અંદર વિનાશનો દર 95% સુધી પહોંચે છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP500hd

ડાઇબ્યુટિરિલકાઇટિન (DBCH)

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા લાંબા પોલિમરીય મહાઅણુઓને તોડી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સહાયથી મોલર દળ ઘટાડવાથી અનિચ્છનીય આડપ્રતિક્રિયાઓ અથવા ઉપપેદાશોને અલગ કરવાની જરૂરિયાત ટાળી શકાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે રાસાયણિક અથવા ઉષ્મીય વિઘટનથી ભિન્ન, અલ્ટ્રાસોનિક અપઘટન એક બિનયાદૃચ્છિક પ્રક્રિયા છે, જેમાં અણુના લગભગ મધ્યભાગમાં વિચ્છેદ થાય છે. આ કારણસર મોટા મહાઅણુઓનું અપઘટન વધુ ઝડપથી થાય છે.
પ્રયોગો માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જનરેટર UP200S નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે સોનોટ્રોડ S2થી સજ્જ હતું. અલ્ટ્રાસોનિક સેટિંગમાં પાવર ઇનપુટ 150 W રાખવામાં આવ્યો હતો. ડાઇમિથાઇલએસિટામાઇડમાં ડાઇબ્યુટિરિલકાઇટિનનાં 25 cm3 કદનાં દ્રાવણો વપરાયાં હતાં, જેમાં ડાઇબ્યુટિરિલકાઇટિનની સાંદ્રતા 0.3 g/100 cm3 હતી. સોનોટ્રોડ (અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ / હોર્ન)ને પોલિમર દ્રાવણમાં સપાટીના સ્તરથી 30 mm નીચે ડુબાડવામાં આવ્યો હતો. દ્રાવણને થર્મોસ્ટેટ દ્વારા 25°C પર જાળવેલા જળસ્નાનમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. દરેક દ્રાવણને પૂર્વનિર્ધારિત સમયગાળા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ આપવામાં આવ્યું હતું. આ સમય પછી દ્રાવણને 3 ગણું પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું અને તેનું કદ બાકાતકરણ ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
રજૂ કરેલાં પરિણામો સૂચવે છે કે પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ડાઇબ્યુટિરિલકાઇટિનનો નાશ થતો નથી, પરંતુ પોલિમરનું અપઘટન થાય છે, જેને નિયંત્રિત સોનોરાસાયણિક પ્રતિક્રિયા તરીકે સમજવામાં આવે છે. તેથી, ડાઇબ્યુટિરિલકાઇટિનનું સરેરાશ મોલર દળ ઘટાડવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ થઈ શકે છે અને દળ-સરેરાશ મોલર દળના સંખ્યા-સરેરાશ મોલર દળ સાથેના ગુણોત્તર માટે પણ આ જ બાબત લાગુ પડે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની શક્તિ અને સોનિકેશનનો સમયગાળો વધારવાથી જોવાયેલા ફેરફારો વધુ તીવ્ર બને છે. અભ્યાસ કરાયેલી સોનિકેશનની પરિસ્થિતિમાં DBCHના અપઘટનની હદ પર પ્રારંભિક મોલર દળની પણ નોંધપાત્ર અસર હતી: પ્રારંભિક મોલર દળ જેટલું વધારે, અપઘટનની માત્રા તેટલી વધારે હતી.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Dibuyrylchitinનું અલ્ટ્રાસોનિક અપઘટન. Polish Chitin Society, Monograph XI, 2006. 123–128.

Ferrocine પાઉડર

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
SWNCNTs તૈયાર કરવા માટેની સોનોરાસાયણિક પદ્ધતિ: p-xyleneમાં 0.01 mol% ફેરોસીનના દ્રાવણમાં સિલિકા પાઉડર (વ્યાસ 2–5 mm) ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ સોનિકેશન માટે UP200S માં લગાવેલા ટાઇટેનિયમ ટિપ પ્રોબ (સોનોટ્રોડ S14)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઓરડાના તાપમાને અને વાતાવરણીય દબાણે 20 min. માટે કરવામાં આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિક સહાયથી કરાયેલા સંશ્લેષણ દ્વારા સિલિકા પાઉડરની સપાટી પર ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા SWCNTs ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ S14 સાથે
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Srinivasan C.(2005): આસપાસની પરિસ્થિતિઓમાં એકલ-દીવાલવાળી કાર્બન નેનોટ્યુબોના સંશ્લેષણ માટેની એક SOUND પદ્ધતિ. Current Science 88/ 1, 2005. 12–13.

ફ્લાય ઍશ / મેટાકેઓલિનાઇટ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
નિક્ષાલન પરીક્ષણ: ઘન નમૂનાના 50gમાં 100mL નિક્ષાલન દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. સોનિકેશન તીવ્રતા: મહત્તમ 85 W/cm² તીવ્રતાએ UP200S નો ઉપયોગ કરીને 20°Cના જળસ્નાનમાં સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
જિયોપોલિમરાઇઝેશન: જિયોપોલિમરાઇઝેશન માટે સ્લરીને UP200S અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર વડે મિશ્રિત કરવામાં આવી હતી. સોનિકેશનની તીવ્રતા મહત્તમ 85 W/cm² હતી. ઠંડક માટે સોનિકેશન બરફવાળા જળસ્નાનમાં કરવામાં આવ્યું હતું.
જિયોપોલિમરાઇઝેશન માટે પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગથી બનેલા જિયોપોલિમરોની સંકોચન શક્તિ વધે છે અને ચોક્કસ સમય સુધી સોનિકેશન વધારવાથી શક્તિ વધે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી ક્ષારીય દ્રાવણોમાં મેટાકેઓલિનાઇટ અને ફ્લાય ઍશનું દ્રાવણ વધુ થયું હતું, કારણ કે પોલિકન્ડેન્સેશન માટે જેલ પ્રાવસ્થામાં વધુ Al અને Si મુક્ત થયા હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી વધારેલું જિયોપોલિમરાઇઝેશન. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571–580

ગ્રાફીન

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
શુદ્ધ ગ્રાફીન શીટો મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, જેમ કે Stengl અને સહલેખકો (2011)ના કાર્યમાં ગ્રાફીન નેનોશીટો અને ટાઇટેનિયા પેરોક્સો સંકુલ ધરાવતા સસ્પેન્શનના ઉષ્મીય જલવિભાજન દ્વારા બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક TiO₂ ગ્રાફીન નેનોકમ્પોઝિટના ઉત્પાદન દરમિયાન દર્શાવવામાં આવ્યું છે. શુદ્ધ ગ્રાફીન નેનોશીટો કુદરતી ગ્રાફાઇટમાંથી પાવર અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ 1000W અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UIP1000hd દ્વારા 5 barg પર ઉચ્ચ દબાણવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રિએક્ટર ચેમ્બરમાં ઉત્પન્ન કરવામાં આવી હતી. પ્રાપ્ત ગ્રાફીન પત્રકોની વિશેષતાઓ તેમનું ઊંચું વિશિષ્ટ પૃષ્ઠક્ષેત્રફળ અને અનન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો છે. સંશોધકો દાવો કરે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તૈયાર કરાયેલા ગ્રાફીનની ગુણવત્તા Hummerની પદ્ધતિથી મેળવાયેલા ગ્રાફીન કરતાં ઘણી ઊંચી છે; તે પદ્ધતિમાં ગ્રેફાઇટનું સ્તરવિચ્છેદન અને ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરમાં ભૌતિક પરિસ્થિતિઓનું ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રણ કરી શકાય છે અને ડોપન્ટ તરીકે ગ્રાફીનની સાંદ્રતા 1 – 0.001%ની શ્રેણીમાં બદલાશે એવી ધારણાના આધારે, સતત ચાલતી પ્રણાલીમાં વ્યાવસાયિક પાયે ગ્રાફીનનું ઉત્પાદન શક્ય છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP1000hd
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા પ્રકાશઉત્પ્રેરકો તરીકે TiO2-ગ્રાફીન નેનોસંયુક્ત પદાર્થ. માં: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. પૃષ્ઠો 25209–25218.
ગ્રાફીનના અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન અને તૈયારી વિશે વધુ વાંચવા અહીં ક્લિક કરો!

ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ (GO)નાં સ્તરો નીચેની પદ્ધતિથી તૈયાર કરવામાં આવ્યાં હતાં: 200 ml વિઆયનીકૃત પાણીમાં 25mg ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ પાઉડર ઉમેરવામાં આવ્યો હતો. હલાવવાથી અસમાંગી ભૂખરું નિલંબન પ્રાપ્ત થયું હતું. પરિણામી નિલંબનોનું સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું (30 min, 1.3 × 105J), અને સૂકવ્યા પછી (373 K પર) અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરાયેલ ગ્રાફીન ઓક્સાઇડ પ્રાપ્ત થયો હતો. FTIR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીથી જણાયું હતું કે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારથી ગ્રાફીન ઓક્સાઇડના કાર્યાત્મક સમૂહોમાં ફેરફાર થયો નહોતો.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): ગ્રાફીન-ઓક્સાઇડ નેનોપત્રકોની રચના પર ઉષ્મીય અને અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારની અસર. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. પૃષ્ઠો 1097–1102.
ગ્રાફીનના અલ્ટ્રાસોનિક સ્તરવિચ્છેદન અને તૈયારી વિશે વધુ વાંચવા અહીં ક્લિક કરો!

પોલિ(વિનાઇલ આલ્કોહોલ)ના વિઘટન દ્વારા રોમસદૃશ પોલિમર નેનોકણો

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
જલવિરોધી મોનોમરની હાજરીમાં જલીય દ્રાવણમાં જલદ્રાવ્ય પોલિમરોના સોનોકેમિકલ વિઘટન પર આધારિત એક સરળ, એક તબક્કાની પ્રક્રિયાથી અવશેષમુક્ત સીરમમાં કાર્યાત્મક રોમસદૃશ પોલિમર કણો બને છે. તમામ પોલિમરીકરણ પ્રક્રિયાઓ 250 mLના બેવડી દીવાલવાળા કાચના રિએક્ટરમાં કરવામાં આવી હતી, જે બેફલ્સ, તાપમાન સંવેદક, ચુંબકીય હલાવવાની દાંડી અને Hielscher US200S અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર (200 W, 24 kHz)થી સજ્જ હતું; આ પ્રોસેસર S14 ટાઇટેનિયમ સોનોટ્રોડ (વ્યાસ = 14 mm, લંબાઈ = 100 mm)થી સજ્જ હતું.
PVOHની ચોક્કસ માત્રાને પાણીમાં 50°C પર જોરશોરથી હલાવતાં રાતભર ઓગાળીને પોલિ(વિનાઇલ આલ્કોહોલ) (PVOH)નું દ્રાવણ તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. પોલિમરીકરણ પહેલાં, PVOH દ્રાવણને રિએક્ટરમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું અને તાપમાનને ઇચ્છિત પ્રતિક્રિયા તાપમાને ગોઠવવામાં આવ્યું હતું. PVOH દ્રાવણ અને મોનોમરને અલગ અલગ 1 કલાક સુધી આર્ગોનથી પર્જ કરવામાં આવ્યાં હતાં. જોરશોરથી હલાવતા PVOH દ્રાવણમાં મોનોમરની જરૂરી માત્રા ટીપે ટીપે ઉમેરવામાં આવી હતી. ત્યારબાદ પ્રવાહીમાંથી આર્ગોન પર્જ દૂર કરવામાં આવ્યો હતો અને UP200S દ્વારા 80% કંપનવિસ્તાર પર અલ્ટ્રાસોનિકેશન શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. અહીં નોંધવું જોઈએ કે આર્ગોનનો ઉપયોગ બે હેતુઓ પૂરા કરે છે: (1) ઓક્સિજન દૂર કરવો અને (2) અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન સર્જવા માટે તે જરૂરી છે. તેથી સૈદ્ધાંતિક રીતે આર્ગોનનો સતત પ્રવાહ પોલિમરીકરણ માટે લાભદાયી હોત, પરંતુ અતિશય ફીણ બન્યું હતું; અહીં અમે અનુસરેલી પ્રક્રિયાએ આ સમસ્યા ટાળી હતી અને કાર્યક્ષમ પોલિમરીકરણ માટે તે પૂરતી હતી. ભારમિતીય પદ્ધતિ દ્વારા રૂપાંતરણનું, અણુભારના વિતરણોનું અને/અથવા કણકદના વિતરણોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે સમયાંતરે નમૂનાઓ લેવામાં આવ્યા હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
US200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): કાર્યાત્મક રોમસદૃશ પોલિમર નેનોકણો મેળવવા માટેની સરળ, એક તબક્કાની સોનોકેમિકલ પદ્ધતિ. Soft Matter, 6, 2010. 2392–2395.

HiPco-SWCNTs

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
UP400S વડે HiPco-SWCNTsનું વિક્ષેપન: 5 mLની વાયલમાં 0.5 mg ઓક્સિડાઇઝ્ડ HiPcoTM SWCNTs (0.04 mmol કાર્બન)ને 2 mL વિઆયનીકૃત પાણીમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોસેસર UP400S વડે નિલંબિત કરીને કાળા રંગનું નિલંબન (0.25 mg/mL SWCNTs) મેળવવામાં આવ્યું હતું. આ નિલંબનમાં PDDA દ્રાવણના (20 wt./%, અણુભાર = 1,00,000–2,00,000) 1.4 μL ઉમેરવામાં આવ્યા હતા અને મિશ્રણને 2 મિનિટ સુધી વોર્ટેક્સ પદ્ધતિથી મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. જળસ્નાનમાં વધુ 5 મિનિટ સોનિકેશન કર્યા પછી, નેનોનળીના નિલંબનને 5000g પર 10 મિનિટ સુધી સેન્ટ્રિફ્યુજ કરવામાં આવ્યું હતું. ઉપરનું સ્વચ્છ પ્રવાહી AFM માપનો માટે લેવામાં આવ્યું હતું અને ત્યારબાદ siRNA વડે કાર્યાત્મક બનાવવામાં આવ્યું હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Jung, A. (2007): કાર્બન નેનોનળીઓ પર આધારિત કાર્યાત્મક સામગ્રીઓ. મહાનિબંધ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ જૈવ-સિરામિક

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
નેનો-HAPના સંશ્લેષણ માટે, 40 mL જેટલું 0.32M Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O દ્રાવણ એક નાના બીકરમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ આશરે 2.5 mL એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ વડે દ્રાવણનું pH 9.0 કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ દ્રાવણનું સોનિકેશન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોસેસર UP50H (50 W, 30 kHz) વડે 1 કલાક સુધી કરવામાં આવ્યું હતું, જે સોનોટ્રોડ MS7 (7mm હોર્ન વ્યાસ)થી સજ્જ હતું અને 100%ના મહત્તમ કંપનવિસ્તાર પર ગોઠવાયેલું હતું. પ્રથમ કલાકના અંતે, 60 mL જેટલું 0.19M [KH₂PO₄] દ્રાવણ પ્રથમ દ્રાવણમાં ધીમે ધીમે ટીપે ટીપે ઉમેરવામાં આવ્યું હતું, અને આ દરમિયાન બીજા કલાક સુધી અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ ચાલુ રાખવામાં આવ્યું હતું. મિશ્રણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, pH મૂલ્ય તપાસીને 9 પર જાળવવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે Ca/P ગુણોત્તર 1.67 પર જાળવવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ સેન્ટ્રિફ્યુગેશન (~2000 g) વડે દ્રાવણને ગાળવામાં આવ્યું હતું, જે પછી પરિણામી સફેદ અવક્ષેપને ઉષ્મા ઉપચાર માટે અનેક નમૂનાઓમાં વહેંચવામાં આવ્યો હતો. નમૂનાઓના બે સમૂહ બનાવવામાં આવ્યા હતા; પ્રથમ સમૂહમાં નળીભઠ્ઠીમાં ઉષ્મીય ઉપચાર માટે બાર નમૂનાઓ હતા અને બીજા સમૂહમાં માઇક્રોવેવ ઉપચાર માટે પાંચ નમૂનાઓ હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP50H
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): નેનોમીટર સ્તરના હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ જૈવ-સિરામિકની રચનામાં ઉષ્મીય અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રભાવ. International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2083–2095.

અલ્ટ્રાસોનિક રીતે કણકદ ઘટાડેલું અને વિક્ષેપિત કેલ્શિયમ-હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ

અકાર્બનિક ફુલેરીન જેવા WS₂ નેનોકણો

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
નિકલ મેટ્રિક્સમાં અકાર્બનિક ફુલેરીન (IF) જેવા WS₂ નેનોકણોના વિદ્યુતનિક્ષેપન દરમિયાન અલ્ટ્રાસોનિકેશન કરવાથી વધુ એકસમાન અને સુઘન આવરણ પ્રાપ્ત થાય છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગની ધાતુના નિક્ષેપમાં સમાવિષ્ટ કણોની વજન ટકાવારી પર નોંધપાત્ર અસર થાય છે. આમ, wt.%માં દર્શાવેલું IF-WS₂ કણોનું નિકલ મેટ્રિક્સમાં પ્રમાણ 4.5 wt.%થી (માત્ર યાંત્રિક હલનચલન હેઠળ વિકસાવેલી ફિલ્મોમાં) વધીને આશરે 7 wt.% થાય છે (30 W cm^-2 ની અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તીવ્રતા પર સોનિકેશન હેઠળ તૈયાર કરેલી ફિલ્મોમાં).
Ni/IF-WS₂ નેનોસંયુક્ત આવરણોનું પ્રમાણભૂત નિકલ Watts બાથમાંથી વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા નિક્ષેપન કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં ઔદ્યોગિક ગુણવત્તાના IF-WS₂ (અકાર્બનિક ફુલેરીન-WS₂) નેનોકણો ઉમેરવામાં આવ્યા હતા.
પ્રયોગ માટે, IF-WS₂ ને નિકલ Watts વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણોમાં ઉમેરવામાં આવ્યું હતું અને સહનિક્ષેપન પ્રયોગો પહેલાં નિલંબનોને ઓરડાના તાપમાને ઓછામાં ઓછા 24 h સુધી ચુંબકીય હલાવનાર (300 rpm) વડે તીવ્રતાથી હલાવવામાં આવ્યાં હતાં. વિદ્યુતનિક્ષેપન પ્રક્રિયા પહેલાં તરત જ, કણોના ગઠ્ઠા બનતા અટકાવવા નિલંબનોને 10 min.નો અલ્ટ્રાસોનિક પૂર્વઉપચાર આપવામાં આવ્યો હતો. અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ માટે, UP200S પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટરને સોનોટ્રોડ S14 (14 mm ટોચનો વ્યાસ) સાથે 55% કંપનવિસ્તાર પર ગોઠવવામાં આવ્યું હતું.
સહનિક્ષેપન પ્રયોગો માટે 200 mL કદના નળાકાર કાચના સેલો વાપરવામાં આવ્યા હતા. સપાટ વ્યાપારી માઇલ્ડ સ્ટીલ (ગ્રેડ St37)ના કેથોડ્સ પર આવરણોનું નિક્ષેપન કરવામાં આવ્યું હતું; આ કેથોડ્સનું ક્ષેત્રફળ 3cm² હતું. એનોડ તરીકે શુદ્ધ નિકલની પતરી (3cm²) વાસણની બાજુએ કેથોડની સામે મૂકવામાં આવી હતી. એનોડ અને કેથોડ વચ્ચેનું અંતર 4cm હતું. સબસ્ટ્રેટ પરથી ચીકાશ દૂર કરવામાં આવી હતી, તેમને ઠંડા નિસ્યંદિત પાણીથી ધોવામાં આવ્યા હતા, 15% HCl દ્રાવણમાં સક્રિય કરવામાં આવ્યા હતા (1 min.) અને ફરીથી નિસ્યંદિત પાણીથી ધોવામાં આવ્યા હતા. વિદ્યુત સહનિક્ષેપણ માટે સ્થિર પ્રવાહ ઘનતા 5.0 A dm^-2 રાખીને DC વીજ પુરવઠા (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350) વડે 1 h સુધી પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી. સમગ્ર દ્રાવણમાં કણોની એકસમાન સાંદ્રતા જાળવવા માટે વિદ્યુત નિક્ષેપણ પ્રક્રિયા દરમિયાન હલાવવાની બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: સેલના તળિયે મૂકેલા ચુંબકીય સ્ટિરર (ω = 300 rpm) વડે યાંત્રિક હલાવવું અને પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણ UP200S વડે અલ્ટ્રાસોનિકેશન. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ (સોનોટ્રોડ)ને ઉપરથી સીધો દ્રાવણમાં ડુબાડવામાં આવ્યો હતો અને કાર્યકારી તથા પ્રતિ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે એવી રીતે ચોક્કસ સ્થાને મૂકવામાં આવ્યો હતો કે કોઈ અવરોધક આવરણ ન રહે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડના કંપવિસ્તારને નિયંત્રિત કરીને વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રણાલી તરફ મોકલાતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની તીવ્રતા બદલવામાં આવી હતી. આ અભ્યાસમાં, સતત કાર્યપદ્ધતિમાં કંપનનો કંપવિસ્તાર 25, 55 અને 75% પર ગોઠવવામાં આવ્યો હતો, જે અનુક્રમે 20, 30 અને 40 W cm^-2 ની અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતાને અનુરૂપ હતો. આ તીવ્રતા અલ્ટ્રાસોનિક પાવર મીટર (Hielscher Ultrasonics) સાથે જોડાયેલા પ્રોસેસર વડે માપવામાં આવી હતી. થર્મોસ્ટેટનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોલાઇટનું તાપમાન 55◦C પર જાળવવામાં આવ્યું હતું. દરેક પ્રયોગ પહેલાં અને પછી તાપમાન માપવામાં આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાને કારણે તાપમાનમાં થયેલો વધારો 2–4◦C કરતાં વધુ ન હતો. વિદ્યુત વિઘટન પછી, સપાટી પર ઢીલી રીતે અધિશોષિત થયેલા કણો દૂર કરવા માટે નમૂનાઓને ઇથેનોલમાં 1 min. સુધી અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સાફ કરવામાં આવ્યા હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન / સોનોટ્રોડ S14 સાથે
સંદર્ભ/ સંશોધન પત્ર:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): અલ્ટ્રાસોનિક હલાવવાની અસર હેઠળ વિદ્યુત નિક્ષેપિત નિકલ મેટ્રિક્સમાં અકાર્બનિક ફુલેરીન જેવા WS2 નેનોકણોનું સહનિક્ષેપણ. Electrochimica Acta 114, 2013. 859–867.

લેટેક્સનું સંશ્લેષણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
P(St-BA) લેટેક્સની તૈયારી
પૃષ્ઠસક્રિયક DBSAની હાજરીમાં ઇમલ્શન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા P(St-BA) પોલિ(સ્ટાયરીન-r-બ્યુટિલ એક્રિલેટ) P(St-BA) લેટેક્સ કણોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સૌપ્રથમ ત્રણ ગળાવાળા ફ્લાસ્કમાં 100 mL પાણીમાં 1 g DBSA ઓગાળવામાં આવ્યું હતું અને દ્રાવણનું pH મૂલ્ય 2.0 પર ગોઠવવામાં આવ્યું હતું. 2.80 g St અને 8.40 g BAના મિશ્ર મોનોમર્સને આરંભક AIBN (0.168 g) સાથે DBSA દ્રાવણમાં રેડવામાં આવ્યા હતા. O/W ઇમલ્શન તૈયાર કરવા માટે 1 h સુધી ચુંબકીય રીતે હલાવવામાં આવ્યું હતું અને ત્યારબાદ UIP1000hd સાથે જોડાયેલા અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન (પ્રોબ/ સોનોટ્રોડ)નો ઉપયોગ કરીને બરફના સ્નાનમાં વધુ 30 min સુધી સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. અંતે, નાઇટ્રોજનના વાતાવરણમાં તેલના સ્નાનમાં 90degC પર 2 h સુધી પોલિમરાઇઝેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP1000hd
સંદર્ભ/ સંશોધન પત્ર:
વણાટ વિનાના કાપડના સબસ્ટ્રેટ પર poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(styrenesulfonic acid) (PEDOT:PSS)માંથી મેળવેલી લવચીક વિદ્યુતવાહક પાતળી ફિલ્મોનું નિર્માણ. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143–148.
લેટેક્સના સોનો-સંશ્લેષણ વિશે વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

સીસું દૂર કરવું (સોનો-લીચિંગ)

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
દૂષિત માટીમાંથી સીસાનું અલ્ટ્રાસોનિક લીચિંગ:
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લીચિંગના પ્રયોગો માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણ UP400S નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે ટાઇટેનિયમ સોનિક પ્રોબ (વ્યાસ 14mm)થી સજ્જ છે અને 20kHz આવૃત્તિએ કાર્ય કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ (સોનોટ્રોડ)ના માપાંકન માટે અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા 51 ± 0.4 W cm^-2 પર ગોઠવીને બધા સોનો-લીચિંગ પ્રયોગો માટે કેલોરીમેટ્રિક માપાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. સપાટ તળિયાવાળા જેકેટયુક્ત કાચના સેલનો ઉપયોગ કરીને સોનો-લીચિંગ પ્રયોગોનું તાપમાન 25 ± 1°C પર નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. સોનિકેશન હેઠળ માટીના લીચિંગ માટેનાં દ્રાવણો (0.1L) તરીકે ત્રણ પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: 6 mL 0.3 mol L^-2 સાંદ્રતાવાળું એસિટિક એસિડનું દ્રાવણ (pH 3.24), 3% (v/v) નાઇટ્રિક એસિડનું દ્રાવણ (pH 0.17) અને એસિટિક એસિડ/એસિટેટનું બફર (pH 4.79), જે 60mL 0f 0.3 mol L^-1 સાંદ્રતાવાળા એસિટિક એસિડને 19 mL 0.5 mol L^-1 સાંદ્રતાવાળા NaOH સાથે મિશ્રિત કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. સોનો-લીચિંગ પ્રક્રિયા પછી, માટીમાંથી લીચેટ દ્રાવણને અલગ કરવા માટે નમૂનાઓને ફિલ્ટર પેપરથી ગાળવામાં આવ્યા; ત્યારબાદ લીચેટ દ્રાવણમાંથી સીસાનું વિદ્યુતનિક્ષેપણ કરવામાં આવ્યું અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગ પછી માટીનું પાચન કરવામાં આવ્યું.
પ્રદૂષિત માટીમાંથી સીસાનું નિક્ષાલન વધારવામાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એક મૂલ્યવાન સાધન હોવાનું સાબિત થયું છે. માટીમાંથી નિક્ષાલનયોગ્ય સીસાને લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે પણ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એક અસરકારક પદ્ધતિ છે, જેના પરિણામે માટી ઘણી ઓછી જોખમી બને છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S સોનોટ્રોડ H14 સાથે
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): માટીમાંથી સીસું દૂર કરવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નિક્ષાલન અને વિદ્યુતરાસાયણિક ઉપચારનું સંયોજન. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195–199.

નૅનોકણોના નિલંબનની તૈયારી

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
નૅનોકણોના નિલંબનો તૈયાર કરવા માટે આવરણરહિત nTiO2 (ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM) અનુસાર 5nm) અને nZnO (TEM અનુસાર 20nm) તથા પોલિમરનું આવરણ ધરાવતા nTiO2 (TEM અનુસાર 3–4nm) અને nZnO (TEM અનુસાર 3–9nm) પાઉડરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. NPsનું સ્ફટિકીય સ્વરૂપ nTiO2 માટે એનાટેઝ અને nZnO માટે અસ્ફટિકીય હતું.
વિઆયનીકૃત (DI) પાણીનાં થોડાં ટીપાં ધરાવતા 250mL બીકરમાં 0.1 g નૅનોકણ પાઉડર તોલીને મૂકવામાં આવ્યો. ત્યારબાદ નૅનોકણોને સ્ટેનલેસ સ્ટીલના સ્પેચ્યુલાથી મિશ્રિત કરવામાં આવ્યા, બીકરમાં DI પાણી ઉમેરીને જથ્થો 200 mL કરવામાં આવ્યો અને તેને હલાવવામાં આવ્યું. ત્યારબાદ 90% કંપનવિસ્તાર પર 60 sec. સુધી અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરવા માટે Hielscher ના UP200S અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો, જેનાથી 0.5 g/Lનું સ્ટૉક નિલંબન પ્રાપ્ત થયું. તમામ સ્ટૉક નિલંબનોને 4°C પર વધુમાં વધુ બે દિવસ સુધી રાખવામાં આવ્યા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S અથવા UP200St
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Petosa, A. R. (2013): સંતૃપ્ત દાણાદાર છિદ્રાળુ માધ્યમોમાં ધાતુ ઑક્સાઇડ નૅનોકણોનું પરિવહન, નિક્ષેપણ અને એકત્રીકરણ: પાણીના રસાયણશાસ્ત્ર, સંગ્રાહકની સપાટી અને કણોના આવરણની ભૂમિકા. મહાનિબંધ McGill University Montreal, Quebec, Canada 2013. 111–153.
નૅનોકણોના અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપન વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

મેગ્નેટાઇટ નૅનોકણોનું અવક્ષેપણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
મેગ્નેટાઇટ (Fe₃O₄) નૅનોકણો Fe3+/Fe2+ = 2:1ના મોલર ગુણોત્તરવાળા આયર્ન(III) ક્લોરાઇડ હેક્ઝાહાઇડ્રેટ અને આયર્ન(II) સલ્ફેટ હેપ્ટાહાઇડ્રેટના જલીય દ્રાવણના સહ-અવક્ષેપણ દ્વારા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. લોહના દ્રાવણનું અનુક્રમે સાંદ્ર એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ વડે અવક્ષેપણ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રવાહ-માર્ગી રિએક્ટર ચેમ્બરમાં અભિકારકોને કેવિટેશન ક્ષેત્રમાંથી પસાર કરતાં, અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ હેઠળ અવક્ષેપણ પ્રતિક્રિયા કરવામાં આવે છે. કોઈપણ pH પ્રવણતા ટાળવા માટે, અવક્ષેપકને અધિક માત્રામાં પંપ કરવું જરૂરી છે. મેગ્નેટાઇટના કણકદનું વિતરણ ફોટોન સહસંબંધ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી વડે માપવામાં આવ્યું છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી પ્રેરિત મિશ્રણ સરેરાશ કણકદને 12–14 nmથી ઘટાડીને લગભગ 5–6 nm કરે છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP1000hd ફ્લો સેલ રિએક્ટર સાથે
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): આયર્ન-(II,III) ઑક્સાઇડના ઉદાહરણ દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રવાહ-માર્ગી રિએક્ટરમાં સતત અવક્ષેપણ. ICVT, TU-Clausthal. GVC Annual Meeting 2004માં રજૂ કરાયેલ પોસ્ટર.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): સતત સોનો-રાસાયણિક અવક્ષેપણ રિએક્ટરના સંચાલન પરિમાણો. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. April 2006.
અલ્ટ્રાસોનિક અવક્ષેપણ વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

નિકલ પાઉડરો

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
ક્ષારીય pH પર પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથે Ni પાઉડરોના નિલંબનની તૈયારી (દ્રવણ અટકાવવા અને સપાટી પર NiOથી સમૃદ્ધ રાસાયણિક સ્વરૂપોના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવા માટે), એક્રિલિક-આધારિત પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને ટેટ્રામિથાઇલએમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (TMAH).
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Mayoral, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): માળખાકીય સિરામિક ટાઇલ્સ પર અતિવાહક આવરણોનું નિર્માણ. Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041–3044.

PbS – લેડ સલ્ફાઇડ નૅનોકણોનું સંશ્લેષણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
ઓરડાના તાપમાને, 0.151 g લેડ એસિટેટ (Pb(CH3COO)2.3H2O) અને 0.03 g TAA (CH3CSNH2) ને 5mL આયનિક પ્રવાહી, [EMIM] [EtSO4], અને 15mL દ્વિ-નિસ્યંદિત પાણીમાં 50mL બીકરમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. આ મિશ્રણને અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ આપવા માટે UP200S નો 7 min સુધી ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ/ સોનોટ્રોડ S1 ની ટોચને સીધી અભિક્રિયા દ્રાવણમાં ડુબાડવામાં આવી હતી. બનેલા ઘેરા કથ્થાઈ રંગના નિલંબનમાંથી અવક્ષેપને અલગ કરવા માટે તેને સેન્ટ્રિફ્યુજ કરવામાં આવ્યું હતું અને અભિક્રિયા કર્યા વિનાના અભિકારકોને દૂર કરવા માટે અનુક્રમે દ્વિ-નિસ્યંદિત પાણી અને ઇથેનોલથી બે વખત ધોવામાં આવ્યું હતું. ઉત્પાદનોના ગુણધર્મો પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસર તપાસવા માટે વધુ એક તુલનાત્મક નમૂનો તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં અભિક્રિયાના પરિમાણો અચળ રાખવામાં આવ્યા હતા, સિવાય કે ઉત્પાદનને અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણની સહાય વિના 24 h સુધી સતત હલાવીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું.
PbS નેનોકણો તૈયાર કરવા માટે ઓરડાના તાપમાને જલીય આયનિક પ્રવાહીમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત સંશ્લેષણ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. ઓરડાના તાપમાને કરવામાં આવતી અને પર્યાવરણને હાનિ ન પહોંચાડતી આ હરિત પદ્ધતિ ઝડપી અને ટેમ્પ્લેટ-મુક્ત છે, જે સંશ્લેષણનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે અને જટિલ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ ટાળે છે. આ રીતે તૈયાર કરાયેલા નેનોક્લસ્ટરો 3.86 eV નું વિશાળ વાદળી વિસ્થાપન દર્શાવે છે, જે કણોના અત્યંત નાના કદ અને ક્વોન્ટમ પરિબંધન અસરને આભારી હોઈ શકે છે.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણનો ઉપયોગ કરીને જલીય [EMIM][EtSO4] આયનિક પ્રવાહીમાં PbS નેનોકણોની સરળ અને ઓરડાના તાપમાને તૈયારી તથા લાક્ષણીકરણ. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53–56.

શુદ્ધ કરેલી નેનોટ્યુબ્સ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
ત્યારબાદ શુદ્ધ કરેલી નેનોટ્યુબ્સને 1,2-ડાઇક્લોરોઇથેન (DCE) માં નિલંબિત કરવા માટે ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણ UP400S, 400W, 24 kHz) નો સ્પંદિત મોડમાં (ચક્રો) સોનિકેશન માટે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જેથી કાળા રંગનું નિલંબન પ્રાપ્ત થયું હતું. ત્યારબાદ એકત્રિત થયેલી નેનોટ્યુબ્સના ઝૂમખાંને 5000 rpm પર 5 મિનિટ માટે સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કરીને દૂર કરવામાં આવ્યાં હતાં.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Witte, P. (2008): જૈવતબીબી અને ઑપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપયોગો માટે ઉભયસ્નેહી ફુલેરીન્સ. મહાનિબંધ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

SAN/CNTs સંયુક્ત પદાર્થ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
SAN મેટ્રિક્સમાં CNTs ને વિખેરવા માટે પ્રોબ-પ્રકારના સોનિકેશન માટે સોનોટ્રોડ ધરાવતા Hielscher UIS250V નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રથમ, લગભગ 30 min સુધી સોનિકેશન કરીને CNTs ને 50mL નિસ્યંદિત પાણીમાં વિખેરવામાં આવ્યા હતા. દ્રાવણને સ્થિર કરવા માટે દ્રાવણના ~1% ના પ્રમાણમાં SDS ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ પ્રાપ્ત થયેલા CNTs ના જલીય વિક્ષેપણને પોલિમર નિલંબન સાથે ભેળવવામાં આવ્યું હતું અને Heidolph RZR 2051 યાંત્રિક હલાવનાર વડે 30 min સુધી મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું, અને પછી ફરી વાર 30 min સુધી સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. વિશ્લેષણ માટે, CNTs ની જુદી જુદી સાંદ્રતા ધરાવતા SAN વિક્ષેપણોને Teflon ના બીબાંમાં ઢાળવામાં આવ્યાં હતાં અને આસપાસના તાપમાને 3–4 દિવસ સુધી સૂકવવામાં આવ્યાં હતાં.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIS250v
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): સ્ટાયરીન–એક્રિલેટ/કાર્બન નેનોટ્યુબ નેનોસંયુક્ત પદાર્થો: યાંત્રિક, ઉષ્મીય અને વિદ્યુત ગુણધર્મો. માં: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 61/ 3, 2012. 172–177.

સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) નેનોપાવડર

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) નેનોપાવડરને પેઇન્ટના ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરેન દ્રાવણમાં વિસંકુલિત કરીને વિતરિત કરવા માટે Hielscher UP200S ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે ધ્વનિક શક્તિ ઘનતાના નીચેના મૂલ્યે કાર્યરત હતું: 80 W/cm². શરૂઆતમાં થોડા ડિટર્જન્ટ સાથે શુદ્ધ દ્રાવકમાં SiCના કણસમૂહોનું વિઘટન કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારબાદ રંગના હિસ્સાઓ ક્રમશઃ ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. ડિપ કોટિંગ અને સિલ્ક સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ માટે તૈયાર કરાયેલા નમૂનાઓના કિસ્સામાં સમગ્ર પ્રક્રિયામાં અનુક્રમે 30 મિનિટ અને 60 મિનિટ લાગી હતી. દ્રાવક ઉકળે નહીં તે માટે અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર દરમિયાન મિશ્રણને પૂરતું ઠંડું રાખવામાં આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર પછી, રોટરી બાષ્પીભવકમાં ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરેનનું બાષ્પીભવન કરવામાં આવ્યું હતું અને પ્રિન્ટિંગ માટે યોગ્ય સ્નિગ્ધતા મેળવવા મિશ્રણમાં કઠિનકારક ઉમેરવામાં આવ્યો હતો. ડિપ કોટિંગ માટે તૈયાર કરાયેલા નમૂનાઓમાં પરિણામી સંયુક્ત પદાર્થમાં SiCની સાંદ્રતા 3% wt હતી. સિલ્ક સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ માટે નમૂનાઓની બે બેચ તૈયાર કરવામાં આવી હતી, જેમાં પ્રારંભિક ઘસારા અને ઘર્ષણ પરીક્ષણો માટે SiCનું પ્રમાણ 1 – 3% wt અને ઘસારા તથા ઘર્ષણ પરીક્ષણોના પરિણામોના આધારે સંયુક્ત પદાર્થોનું સૂક્ષ્મ સમાયોજન કરવા માટે 1.6 – 2.4% wt હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP200S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): અસતત ઘસારારોધક નેનોસંયુક્ત પેટર્ન ધરાવતું સ્થિતિસ્થાપક યાર્ન તાણનિયંત્રક. Fibres & Textiles in Eastern Europe 17/ 1, 2009. 91–96.

SWNT એકભિત્તીય કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ: 10 mg SWNT અને 30ml 2%MCB દ્રાવણ 10 mg SWNT અને 30ml 2%MCB દ્રાવણ, UP400S સોનિકેશનની તીવ્રતા: 300 W/cm2, સોનિકેશનનો સમયગાળો: 5h
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): અલ્ટ્રાસોનિક સારવારનો ઉપયોગ કરીને એકભિત્તીય કાર્બન નેનોટ્યુબ્સને કાર્બનિક પદાર્થો સાથે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કરાવવાની સરળ રીત. Nano Letters 1/ 7, 2001. 361–363.

થાયોલીકૃત SWCNTs

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
25 mg થાયોલીકૃત SWCNTs (2.1 mmol કાર્બન)ને 50 mL વિઆયનીકૃત પાણીમાં નિલંબિત કરવા માટે 400W અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોસેસર (UP400S)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ આ નિલંબન તાજા તૈયાર કરેલા Au(NP) દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવ્યું હતું અને મિશ્રણને 1h સુધી હલાવવામાં આવ્યું હતું. Au(NP)-SWCNTsને સૂક્ષ્મગાળણ (સેલ્યુલોઝ નાઇટ્રેટ) દ્વારા અલગ કરવામાં આવ્યા હતા અને વિઆયનીકૃત પાણીથી સારી રીતે ધોવામાં આવ્યા હતા. ગાળિત પ્રવાહી લાલ રંગનું હતું, કારણ કે નાના Au(NP) (સરેરાશ વ્યાસ ≈ 13 nm) ગાળક પટલમાંથી (છિદ્રનું કદ 0.2μm) અસરકારક રીતે પસાર થઈ શકતા હતા.
ઉપકરણની ભલામણ:
UP400S
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Jung, A. (2007): કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ પર આધારિત કાર્યાત્મક પદાર્થો. મહાનિબંધ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / પર્લાઇટ સંયુક્ત પદાર્થ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગ:
TiO2 /પર્લાઇટ સંયુક્ત પદાર્થો તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. શરૂઆતમાં, 5 mL ટાઇટેનિયમ આઇસોપ્રોપોક્સાઇડ (TIPO), Aldrich 97%,ને 40 mL ઇથેનોલ, Carlo Erba,માં ઓગાળવામાં આવ્યું હતું અને 30 min. સુધી હલાવવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ, 5 g પર્લાઇટ ઉમેરવામાં આવી હતી અને વિક્ષેપણને 60 min. સુધી હલાવવામાં આવ્યું હતું. મિશ્રણનું વધુ સમાનીકરણ કરવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ટિપ સોનિકેટર UIP1000hdનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. 2 min.ના સોનિકેશન સમય માટે કુલ 1 Wh ઊર્જા પૂરી પાડવામાં આવી હતી. અંતે, 100 mL નિલંબન મેળવવા માટે સ્લરીને ઇથેનોલથી મંદ કરવામાં આવી હતી અને મેળવેલા પ્રવાહીને પૂર્વગામી દ્રાવણ (PS) નામ આપવામાં આવ્યું હતું. તૈયાર કરેલું PS ફ્લેમ સ્પ્રે પાયરોલિસિસ સિસ્ટમ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવા માટે તૈયાર હતું.
ઉપકરણની ભલામણ:
UIP1000hd
સંદર્ભ/ સંશોધનપત્ર:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou,T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): ફ્લેમ સ્પ્રે પાયરોલિસિસ દ્વારા TiO2/પર્લાઇટ સંયુક્ત પદાર્થોનું એક પગલામાં સંશ્લેષણ અને તેમનું પ્રકાશઉત્પ્રેરકીય વર્તન. International Journal of Photoenergy 2013.

પ્રવાહીઓમાં સંયોજિત કરાયેલ શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તીવ્ર કેવિટેશન ઉત્પન્ન કરે છે. કેવિટેશનની અત્યંત તીવ્ર અસરો સબમાઇક્રોન અને નેનો શ્રેણીના કણકદ ધરાવતી બારીક પાઉડરની સ્લરીઓ બનાવે છે. વધુમાં, કણોનું સપાટી ક્ષેત્ર સક્રિય થાય છે. માઇક્રોજેટ અને આઘાતતરંગની અથડામણ તથા કણો વચ્ચેની અથડામણો ઘન પદાર્થોની રાસાયણિક સંરચના અને ભૌતિક આકારરચના પર નોંધપાત્ર અસરો કરે છે, જે કાર્બનિક પોલિમરો અને અકાર્બનિક ઘન પદાર્થો બંનેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતામાં નાટકીય વધારો કરી શકે છે.

“તૂટી પડતા પરપોટાઓની અંદરની આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ રાસાયણિક પ્રજાતિઓ ઉત્પન્ન કરે છે, જેનો ઉપયોગ વિવિધ હેતુઓ માટે કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, આરંભકો ઉમેર્યા વિના પોલિમરીકરણ શરૂ કરવા માટે. અન્ય ઉદાહરણ તરીકે, ઊંચા ઉત્કલનબિંદુવાળા દ્રાવકોમાં બાષ્પશીલ કાર્બધાત્વિક પૂર્વગામીઓનું સોનોકેમિકલ વિઘટન ઊંચી ઉત્પ્રેરક સક્રિયતા ધરાવતી વિવિધ સ્વરૂપોની નેનોસંરચિત સામગ્રીઓ ઉત્પન્ન કરે છે. નેનોસંરચિત ધાતુઓ, મિશ્રધાતુઓ, કાર્બાઇડ અને સલ્ફાઇડ, નેનોમીટર કદના કોલોઇડ અને નેનોસંરચિત આધારિત ઉત્પ્રેરકો – આ બધાં આ સામાન્ય પદ્ધતિથી તૈયાર કરી શકાય છે.”

[Suslick/ Price 1999: 323]

સાહિત્ય/સંદર્ભો

• Suslick, K. S.; Price, G. J. (1999): સામગ્રી રસાયણશાસ્ત્રમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગો. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295–326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): આશાસ્પદ પ્રકાશવાહકતા ધરાવતું સ્તરવિચ્છેદિત CrPS4. Small ખંડ 16, અંક 1. January 9, 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): આણ્વિક સ્ફટિકોનું સોનોફ્રેગ્મેન્ટેશન. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): નેનોમીટર સ્તરના હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ જૈવસિરામિકની રચનામાં ઉષ્મીય અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રભાવ. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.