મોટા પાયે વાહક શાહીઓનું અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન
- ચોકસાઈપૂર્વક જરૂરિયાત મુજબ નિર્ધારિત કણકદ ધરાવતા, સમાનરૂપે વિક્ષેપિત ચાંદી, ગ્રાફીન અથવા CNTs જેવા નેનોકણો અત્યંત વાહક શાહીઓના ઉત્પાદન માટે નિર્ણાયક છે.
- શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકો ઉત્તમ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવતા ધાત્વિક (દા.ત. Ag), કાર્બન આધારિત (દા.ત. CNTs, ગ્રાફીન) નેનોકણો તેમજ નેનોકમ્પોઝિટ્સનું સંશ્લેષણ કરવા, તેમના કણસમૂહોને વિખેરવા અને તેમને વિતરિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
- Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપકો ખૂબ અસરકારક, વિશ્વસનીય અને ખર્ચની દૃષ્ટિએ કાર્યક્ષમ હોવાની સાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળાં વિક્ષેપણો સુનિશ્ચિત કરે છે.
વાહક નેનોકણોનું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ
વાહક શાહી – તેના નામ પ્રમાણે – વિદ્યુત વાહકતાનું કાર્ય કરે છે. વાહક શાહીઓ અને લેપ તૈયાર કરવા માટે વીજળીનું વહન કરતા ઘટકોને (વાહક પૂરકોને) શાહીના આધાર માધ્યમમાં અત્યંત સમાનરૂપે વિક્ષેપિત કરવા આવશ્યક છે. ઉચ્ચ વાહકતા માટે ચાંદી, તાંબું, CNTs, ગ્રાફીન, ગ્રેફાઇટ, અન્ય ધાતુથી આવરિત કણો અને નેનોકમ્પોઝિટ્સ જેવા નેનોકણો ઉમેરવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો અત્યંત તીવ્ર કર્તન બળો ઉત્પન્ન કરે છે, જેના દ્વારા વાન ડર વાલ્સ બળો અને આણ્વિક બંધનોને તોડી શકાય છે. નેનોકણોને વિક્ષેપિત કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ પસંદગીની તકનીક છે, કારણ કે સોનિકેશનથી અત્યંત સાંકડું કણકદ વિતરણ, કણોની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાઓ અને પુનરુત્પાદિત કરી શકાય તેવાં પરિણામો મળે છે.
વાહક શાહીઓમાં નેનોસામગ્રીઓના વિક્ષેપણ માટેનું અલ્ટ્રાસોનિક બેચ રિએક્ટર.
- નેનો-ચાંદીની શાહીઓ
- ગ્રાફીન શાહીઓ (ગ્રાફીનની ખૂબ ઊંચી ભરાવ માત્રા સાથે)
- તાંબાની શાહીઓ (નેનોવાયરો અને નેનોકણો)
- CNT શાહીઓ
- SWNT શાહીઓ
- નેનો-સોનાની શાહીઓ
- વિવિધ પ્રકારનાં નેનોકમ્પોઝિટ્સ
- 3D પ્રિન્ટ કરી શકાય તેવી શાહીઓ
- વિદ્યુત વાહક સંસંજકો (ECAs)
પરાવૈદ્યુત નેનોકણોનું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ
કમ્પોઝિટમાં વિદ્યુતરોધક ગુણધર્મો આપવા માટે SiO2, ZnO અને એલ્યુમિના-ઇપોક્સી નેનોકમ્પોઝિટ્સ સહિતના પરાવૈદ્યુત કણોને મેટ્રિક્સમાં અલગ-અલગ કણો તરીકે સમાનરૂપે વિક્ષેપિત કરવા આવશ્યક છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ કણસમૂહો તૂટે તે સુનિશ્ચિત કરે છે, જેથી નેનોકણો સારી રીતે વિક્ષેપિત થાય છે. સામગ્રીની વિશ્વસનીય પરાવૈદ્યુત કાર્યક્ષમતા મેળવવા માટે અત્યંત સાંકડું કણ વિતરણ નિર્ણાયક છે.
નેનોવિક્ષેપણો માટે Hielscher ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરો
શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો પ્રયોગશાળા અને બેન્ચ-ટોપ સ્તરથી લઈને સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક પાયા સુધી નેનોકણોનું વિશ્વસનીય વિક્ષેપણ સુનિશ્ચિત કરે છે. અન્ય અલ્ટ્રાસોનિક સપ્લાયરોની સરખામણીમાં, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો 200µm સુધીના ખૂબ ઊંચા કંપવિસ્તારો પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ છે – સરળ સોનોટ્રોડ આકારો સાથે અને 24/7 કામગીરીમાં સતત ચાલતી વખતે પણ. જો કોઈ ઉપયોગ માટે તેનાથી પણ ઊંચા કંપવિસ્તારો અને/અથવા ખૂબ ઊંચા તાપમાનની જરૂર હોય, તો Hielscher જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ પ્રદાન કરે છે, જે >200µmના કંપવિસ્તારો આપી શકે છે અને અત્યંત ગરમ વાતાવરણમાં દાખલ કરી શકાય છે (દા.ત. પીગળેલી ધાતુઓના સોનિકેશન માટે). Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ઔદ્યોગિક ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે. અમારાં તમામ સાધનો ભારે કાર્યભાર અને કઠિન વાતાવરણમાં 24/7 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યાં છે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:
| બેચનું ઘનફળ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલાં UIP16000 |
- જરૂરિયાત મુજબ નિર્ધારિત કણકદ
- ઉચ્ચ વાહકતા
- કણોની ઊંચી ભરાવ માત્રા
- ઓછીથી ઊંચી શ્યાનતાઓ
- પ્રક્રિયા નિયંત્રણ
- સરળ પ્રક્રિયાકરણ
- ઝડપી
- ખર્ચની દૃષ્ટિએ કાર્યક્ષમ
ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UIP16000 (16kW) વાહક શાહીઓના ઉત્પાદન માટે
સાહિત્ય / સંદર્ભ
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
વિદ્યુત વાહક નેનોકણો
નેનોકણો (NPs) સામગ્રીના અનન્ય ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે, જે મોટા જથ્થામાં રહેલી એ જ સામગ્રીના ગુણધર્મોથી ખૂબ જ અલગ હોઈ શકે છે. નેનોસામગ્રીઓ વિવિધ આકારોમાં જોવા મળે છે. તેમનો આકાર ગુણોત્તર 1:10,00,000 જેટલો અત્યંત ઊંચો હોઈ શકે છે (દા.ત. નેનોટ્યુબ્સ) અથવા તેમનો આકાર સંપૂર્ણ ગોળાકાર હોઈ શકે છે. નળીઓ અને ગોળાઓ ઉપરાંત, નેનોકણો સળિયાઓ, તારો, સૂક્ષ્મ સ્ફટિકીય તંતુઓ, નેનોપુષ્પો, રેસાઓ, પાતળાં પડ અને બિંદુઓના સ્વરૂપમાં હોય છે.
નેનોકણોનું કદ અને આકાર NPsના તાણસામર્થ્ય, લવચીકતા, ઉષ્માયાંત્રિક, વાહક, પરાવૈદ્યુત, ચુંબકીય અને પ્રકાશીય ગુણધર્મો જેવા ગુણધર્મોમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. કમ્પોઝિટ્સમાં આ કાર્યક્ષમતાઓ આપવા માટે NPsને મેટ્રિક્સમાં સમાનરૂપે વિક્ષેપિત કરીને ભેળવવા આવશ્યક છે. આવું ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું વિક્ષેપણ મેળવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન પસંદગીની વિક્ષેપણ તકનીક છે.
શાહીઓ અને લેપને વિદ્યુત વહન કરવાની ક્ષમતા આપવા માટે વિદ્યુત વાહક નેનોકણોનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. નેનો-ચાંદી (nano-Ag) વાહક શાહીઓમાં સૌથી વધુ વપરાતા નેનોપૂરકોમાંનું એક છે. ચાંદી આધારિત વાહક શાહીઓને પાણી આધારિત અને સ્ક્રીન પ્રિન્ટ કરી શકાય તેવી શાહીઓ તરીકે તૈયાર કરી શકાય છે, જે લવચીક અને કરચલી પડવા સામે પ્રતિરોધક હોય છે.
વાહક શાહીઓ
વાહક શાહીઓ વાહક પોલિમરો (પોલિએનિલિન, પોલિથાયોફીન અથવા પોલિપાયરોલ્સ વગેરે) છે, જેમને ઇન્કજેટ પ્રિન્ટિંગ, સ્પિન-કોટિંગ વગેરે દ્વારા જમા કરી શકાય છે. સામાન્ય વિદ્યુત વાહક શાહીઓને તેમના વાહક ઘટકો અનુસાર ત્રણ શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે; આ ઘટકો ઉમદા ધાતુઓ, વાહક પોલિમરો અથવા કાર્બન નેનોસામગ્રીઓ હોઈ શકે છે. વાહક શાહીઓના ઉપયોગનું ક્ષેત્ર વિશાળ છે અને તેમનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, પેકેજિંગ (PET અને પ્લાસ્ટિક ફિલ્મો), સેન્સરો, એન્ટેના, RFID ટૅગ્સ/લેબલ્સ, ટચ સ્ક્રીનો, OLED ડિસ્પ્લે, મુદ્રિત હીટરો અને અન્ય અનેક વસ્તુઓના ઉત્પાદનમાં થાય છે.
PEDOT:PSS [પોલિ(3,4-ઇથિલીનડાયોક્સિથાયોફીન) પોલિ(સ્ટાયરીનસલ્ફોનેટ)] સૌથી વધુ વપરાતા વાહક પોલિમરોમાંનું એક છે, જે તેની ઉચ્ચ વાહકતા ઉપરાંત પારદર્શક દેખાવ આપે છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ, ચાંદીના નેનોવાયરો અને/અથવા ગ્રાફીનનું જાળું ઉમેરવાથી PEDOT:PSSની વાહકતા નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે. વિવિધ લેપન અને પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયાઓ માટે સંશોધિત PEDOT:PSS શાહીઓ અને મિશ્રણો ઉપલબ્ધ છે. પાણી આધારિત PEDOT:PSS શાહીઓનો મુખ્યત્વે સ્લોટ ડાઇ કોટિંગ, ફ્લેક્સોગ્રાફી, રોટોગ્રેવ્યોર અને ઇન્કજેટ પ્રિન્ટિંગમાં ઉપયોગ થાય છે.
પરાવૈદ્યુત શાહીઓ
પરાવૈદ્યુત શાહીઓ અને લેપ વિદ્યુતના અવાહક છે અને વાહક સામગ્રીઓના રક્ષણ અને સુધારણા માટે વિદ્યુતરોધક સ્તર બનાવવા ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ બોર્ડના સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગમાં તેમનો ઉપયોગ થાય છે.
શાહીઓ, પેસ્ટ અને લેપને વિદ્યુતરોધક ક્ષમતા આપવા માટે પરાવૈદ્યુત નેનોકણોનો ઉપયોગ થાય છે.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી કરે છે.