રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ મોનોલેયર નેનોશીટ્સ પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને અસરકારક રીતે ઉત્પાદન કરી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નેનોશીટ એક્સ્ફોલિયેશનના મુખ્ય ફાયદા પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ ઉપજ, ટૂંકી સારવાર અને સરળ, સલામત કામગીરી છે. તેની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઉત્પાદિત નેનોશીટ્સની શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તાને લીધે, અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ ગ્રેફીન અને બોરોફીન સહિત અસંખ્ય નેનોશીટ્સના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે થાય છે.

રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ નેનોશીટ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશન

રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ (RuO2, જેને રૂથેનેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નેનોશીટ્સ ઉચ્ચ વાહકતા, ઓછી પ્રતિરોધકતા, ઉચ્ચ સ્થિરતા, ઉચ્ચ કાર્ય કાર્ય અને ડ્રાય ઇચિંગ માટે સારી સંવેદનશીલતા જેવા અનન્ય ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે. આ રુથેનિયમ ઓક્સાઇડને મેમરી ઉપકરણો અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ઇલેક્ટ્રોડ માટે સારી સામગ્રી બનાવે છે.

A) 1 મિનિટ અને b) અલ્ટ્રાસોનિકેશનની 7 મિનિટનો ઉપયોગ કરીને એક્સફોલિએટેડ RuO2 નેનોશીટ્સની SEM છબીઓ.
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: © કિમ એટ અલ., 2021)

કેસ સ્ટડી: પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત કાર્યક્ષમ RuO2 એક્સ્ફોલિયેશન

કિમ એટ અલ. (2021) તેમના અભ્યાસમાં રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ મોનોલેયર નેનોશીટ્સના એક્સફોલિયેશનમાં નોંધપાત્ર સુધારો દર્શાવે છે. સંશોધકે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને પાતળા RuO2 મેટલ ઓક્સાઇડ શીટ્સની ઉચ્ચ ઉપજ બનાવી. આયન વિનિમય પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પરંપરાગત આંતરસંગ્રહ પ્રક્રિયા ધીમી હોય છે અને પ્રતિક્રિયા માટે જરૂરી પરમાણુઓ અને રાસાયણિક ઊર્જાના કદને કારણે માત્ર મર્યાદિત માત્રામાં દ્વિ-પરિમાણીય (2D) નેનોશીટ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા અને ઉત્પાદિત રુથેનિયમ ઓક્સાઇડ નેનો-શીટ્સની માત્રામાં વધારો કરવા માટે, તેઓએ RuO2 ઓક્સાઇડના ઉકેલમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને એક્સ્ફોલિયેશન પ્રક્રિયાને વધુ તીવ્ર બનાવી. તેઓએ જોયું કે અલ્ટ્રાસોનિકેશનના માત્ર 15 મિનિટ પછી, શીટ્સની માત્રામાં 50% થી વધુનો વધારો થયો છે, સાથે સાથે શીટ્સની બાજુની કદમાં ઘટાડો થયો છે. ડેન્સિટી ફંક્શનલ થિયરી ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે RuO2 સ્તરોને નાના બાજુના કદમાં વિભાજીત કરીને એક્સ્ફોલિયેશનની સક્રિયકરણ ઊર્જા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે. આ કદમાં ઘટાડો થાય છે કારણ કે સોનિકેશન મેટલ ઓક્સાઇડના સ્તરોને વધુ સરળતાથી તોડવામાં મદદ કરે છે. આ સંશોધન રેખાંકિત કરે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરવો એ રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ મોનોલેયર નેનોશીટ્સ બનાવવાની એક સારી અને સરળ રીત છે. આ બતાવે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક-સપોર્ટેડ આયન વિનિમય પ્રક્રિયા 2D મેટલ ઓક્સાઇડ નેનોશીટ્સ બનાવવા માટે સરળ અને કાર્યક્ષમ અભિગમ પ્રદાન કરે છે. અલ્ટાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશનના ફાયદા સમજાવે છે કે શા માટે અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશન અને ડિલેમિનેશનનો વ્યાપકપણે 2D નેનોમટેરિયલ્સ માટે ઉત્પાદન ટેકનિક તરીકે ઉપયોગ થાય છે, જેને ગ્રાફીન અને બોરોફિન સહિત xenes તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશન મોટા પાયે રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ 2D નેનોશીટ્સના અત્યંત કાર્યક્ષમ અને ઝડપી ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહન આપે છે
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: © કિમ એટ અલ., 2021).

અલ્ટ્રાસોનિકલી-આસિસ્ટેડ રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ એક્સ્ફોલિયેશન માટે પ્રોટોકોલ

નીચેનો પ્રોટોકોલ કિમ એટ અલ દ્વારા વર્ણવ્યા મુજબ અલ્ટ્રાસોનિકલી સપોર્ટેડ આયન એક્સચેન્જ રિએક્શન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને RuO2 નેનોશીટ્સનું સંશ્લેષણ કરવા માટે એક પગલું-દર-પગલાની સૂચના છે. (2021).
 

1. દ્રાવક (2-પ્રોપાનોલ) માં ઓગાળીને અને 3 દિવસ સુધી હલાવીને RuO2 અને ઇન્ટરકેલન્ટનું સોલ્યુશન તૈયાર કરો.
2. RuO2 નેનોશીટ્સની ઉપજમાં વધારો કરવા માટે 15 મિનિટ માટે સોનોટ્રોડ BS4d22 સાથે પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર (દા.ત., પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP1000hdT (1000W, 20kHz) નો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એનર્જી લાગુ કરો એક સમાન નાના બાજુના કદમાં સ્તરો.
3. એક્સ્ફોલિયેશનની સક્રિયકરણ ઊર્જા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થઈ છે તેની ખાતરી કરવા માટે ઘનતા કાર્યાત્મક સિદ્ધાંત ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરો.
4. પરિણામી RuO2 નેનોશીટ્સ એકત્રિત કરો, જેનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે થઈ શકે છે.

 
RuO2 નેનોશીટ્સના અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશન માટેના આ પ્રોટોકોલની સરળતા અલ્ટ્રાસોનિક નેનોશીટ ઉત્પાદનના ફાયદાઓને રેખાંકિત કરે છે. આશરે 1 nm ની જાડાઈ સાથે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી મોનોલેયર RuO2 નેનોશીટ્સ બનાવવા માટે સોનિકેશન એ અત્યંત કાર્યક્ષમ તકનીક છે. પ્રોટોકોલ સ્કેલેબલ અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમ હોવાનું પણ જાણવા મળ્યું હતું, જે તેને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, કેટાલિસિસ અને ઊર્જા સંગ્રહમાં વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે RuO2 નેનોશીટ્સના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય બનાવે છે.

પાણીમાં ગ્રેફાઇટ ફ્લેકના સોનો-મિકેનિકલ એક્સ્ફોલિયેશનને દર્શાવતી ફ્રેમનો હાઇ-સ્પીડ સિક્વન્સ (a થી f) UP200S નો ઉપયોગ કરીને, 3-mm સોનોટ્રોડ સાથે 200W અલ્ટ્રાસોનિકેટર. તીરો વિભાજન (એક્સફોલિયેશન) ની જગ્યા દર્શાવે છે જેમાં વિભાજનમાં પ્રવેશતા પોલાણ પરપોટા છે.
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: © ટ્યુર્નિના એટ અલ. 2020

RuO2 એક્સ્ફોલિયેશન માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ

ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા રૂથેનિયમ ઓક્સાઇડ નેનો-શીટ્સ અને અન્ય ઝેન્સના ઉત્પાદન માટે, વિશ્વસનીય ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની આવશ્યકતા છે. કંપનવિસ્તાર, દબાણ અને તાપમાન આવશ્યક પરિમાણો, જે પ્રજનનક્ષમતા અને સુસંગત ઉત્પાદન માટે નિર્ણાયક છે. Hielscher Ultrasonics પ્રોસેસર્સ શક્તિશાળી અને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય તેવી સિસ્ટમ છે, જે પ્રક્રિયાના પરિમાણોની ચોક્કસ સેટિંગ અને સતત ઉચ્ચ-શક્તિ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આઉટપુટ માટે પરવાનગી આપે છે. Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર પહોંચાડી શકે છે. 24/7 ઓપરેશનમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર માટે, કસ્ટમાઇઝ્ડ અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ભારે ફરજ પર અને માંગવાળા વાતાવરણમાં 24/7 કામગીરી માટે પરવાનગી આપે છે.
અમારા ગ્રાહકો Hielscher Ultrasonics સિસ્ટમ્સની ઉત્કૃષ્ટ મજબૂતાઈ અને વિશ્વસનીયતાથી સંતુષ્ટ છે. હેવી-ડ્યુટી એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રોમાં ઇન્સ્ટોલેશન (દા.ત., મોટા પાયે નેનોમટીરિયલ પ્રોસેસિંગ), માંગવાળા વાતાવરણ અને 24/7 કામગીરી કાર્યક્ષમ અને આર્થિક પ્રક્રિયાને સુનિશ્ચિત કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા તીવ્રતા પ્રક્રિયા સમય ઘટાડે છે અને વધુ સારા પરિણામો પ્રાપ્ત કરે છે, એટલે કે ઉચ્ચ ગુણવત્તા, ઉચ્ચ ઉપજ, નવીન ઉત્પાદનો.

ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને કન્સલ્ટિંગ – જર્મનીમાં બનાવેલ ગુણવત્તા

Hielscher ultrasonicators તેમના ઉચ્ચતમ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇન ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતાઈ અને સરળ કામગીરી ઔદ્યોગિક સુવિધાઓમાં અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સના સરળ એકીકરણને મંજૂરી આપે છે. ખરબચડી પરિસ્થિતિઓ અને માંગવાળા વાતાવરણને Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ દ્વારા સરળતાથી નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.

Hielscher Ultrasonics એ ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ પર વિશેષ ભાર મૂકે છે જેમાં અત્યાધુનિક ટેકનોલોજી અને વપરાશકર્તા-મિત્રતા દર્શાવવામાં આવે છે. અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA અને RoHs ની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનાનેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતા વિશે સંકેત આપે છે: