સ્નોક્સ નેનોફ્લેક્સનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ

દ્વિ-પરિમાણીય (2D) નેનોમટીરિયલ્સ તેમના ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર, ટ્યુનેબલ ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો અને પ્રકાશ અને દ્રવ્ય સાથેની અનન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કારણે ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં નોંધપાત્ર રસ આકર્ષિત કરવાનું ચાલુ રાખે છે. આમાં, ટીન-ઓક્સાઇડ આધારિત સિસ્ટમો (સામાન્ય રીતે SnO₂, અથવા મિશ્ર SnO/SnO₂ તબક્કાઓ) તેમના અર્ધવાહક સ્વભાવ, રાસાયણિક સ્થિરતા અને જલીય પ્રક્રિયા સાથે સુસંગતતાને કારણે ખાસ રસ ધરાવે છે. સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણમાં, સોનિકેશન ઉત્તમ માળખાકીય / મોર્ફોલોજિકલ સુવિધાઓ સાથે નેનો-સ્કેલ ટીન-ઓક્સાઇડ ફ્લેક્સ (SnOx નેનોફ્લેક્સ) ના ઉપર-નીચે ઉત્પાદન માટે પરવાનગી આપે છે. – તેમને ફોટોથર્મલ થેરાપી (PTT) જેવા અદ્યતન કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

નેનોફ્લેક્સ માટે અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિયેશનની પદ્ધતિ અને તર્ક

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ (ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા સોનિકેશન) નેનોમટીરિયલ્સના સંશ્લેષણ માટે ખૂબ જ કાર્યક્ષમ તકનીક તરીકે સારી રીતે સ્થાપિત છે. કેન્દ્રીય ભૌતિક ઘટના એકોસ્ટિક પોલાણ છે – એટલે કે, પ્રવાહી માધ્યમમાં પરપોટાના નિર્માણ, વૃદ્ધિ અને પતનના ચક્રો – જે સ્થાનિક આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ (તાપમાન ~5 000 K, દબાણ ~1 000 બાર, અને ઝડપી ઠંડક/ગરમી દર) બનાવે છે જે પૂર્વવર્તી ઘન પદાર્થોના વિભાજન, એક્સ્ફોલિયેશન અને રાસાયણિક પરિવર્તનને વધારે છે.

સ્તરવાળી અથવા અર્ધ-સ્તરવાળી ટીન સંયોજનો (દા.ત., SnS₂, SnO, SnO₂) ના સંદર્ભમાં, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સુવિધા આપે છે:

• સ્તરવાળી રચનાઓનું પાતળા ટુકડાઓમાં ડિલેમિનેશન અથવા એક્સ્ફોલિયેશન;
• યાંત્રિક વિભાજન બાજુના કદને ઘટાડે છે;
• જલીય માધ્યમોમાં વધેલા માસ-પરિવહન અને પ્રતિક્રિયાશીલતા, સંભવિત રીતે ખામીયુક્ત માળખાં અથવા તબક્કા રૂપાંતરણો ઉત્પન્ન કરે છે;
• વધુ પ્રક્રિયા માટે દ્રાવણમાં નેનોસ્કેલ શીટ્સનું સુધારેલ વિક્ષેપ.

ઉદાહરણ તરીકે, એક્સ્ફોલિયેશનમાં મદદ કરવા અને સૂક્ષ્મ-સ્ફટિકોના વિકાસને રોકવા માટે PVP (પોલીવિનાઇલપાયરોલિડોન) ની હાજરીમાં અલ્ટ્રાસોનિક જલીય સંશ્લેષણ દ્વારા સિંગલ-સ્ફટિકીય SnO નેનોશીટ્સનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. વધુ વ્યાપક રીતે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ સોનોકેમિકલ માર્ગો દ્વારા ઉચ્ચ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારો સાથે છિદ્રાળુ SnO₂ તૈયાર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે.
આમ, જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ ટોચ-ડાઉન પદ્ધતિઓ દ્વારા ટીન-ઓક્સાઇડ નેનોફ્લેક્સ (SnOx) ઉત્પન્ન કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે, ત્યારે સોનિકેશન એ તાર્કિક પસંદગી છે. – ખાસ કરીને જ્યારે જલીય માધ્યમ, હળવા રાસાયણિક સારવાર અથવા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ એક્સ્ફોલિયેશન સાથે જોડવામાં આવે છે.

 

 

સ્નોક્સ નેનોફ્લેક્સનું સંશ્લેષણ - પ્રક્રિયા ઝાંખી

ટીન ઓક્સાઇડ (SnO) નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ 36 મિલી નિસ્યંદિત પાણીમાં હળવા હલાવતા ટીન પુરોગામી (SnCl₂) ઓગાળીને શરૂ થાય છે. ત્યારબાદ અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન ધીમે ધીમે 4 મિલી એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ઉમેરીને દ્રાવણનો pH કાળજીપૂર્વક 9 અને 10 ની વચ્ચે ગોઠવવામાં આવે છે. પ્રોબ-પ્રકારનો સોનિકેટર – જેમ કે UIP500hdT (500 W, 20 kHz) જે 18 mm ટાઇટેનિયમ પ્રોબ (BS4d18) થી સજ્જ છે. – આશરે 80-90 °C તાપમાન જાળવી રાખીને 60 મિનિટ સુધી મિશ્રણને સોનિકેટ કરવા માટે વપરાય છે. સતત સોનિકેટિંગ ટીન ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સના ન્યુક્લિયેશન અને સમાન વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપે છે, લગભગ એક કલાકની પ્રક્રિયા પછી એક સમાન, પારદર્શક કોલોઇડલ દ્રાવણ ઉત્પન્ન કરે છે. (cf. ઉલ્લાહ એટ અલ., 2017)

આ અભિગમ નોંધપાત્ર છે કારણ કે તે ફક્ત જલીય માધ્યમોનો ઉપયોગ કરે છે – જે અનુગામી બાયોમેડિકલ પ્રક્રિયા સાથે સુસંગતતા વધારે છે – અને તે એક સ્કેલેબલ અને ગ્રીન પ્રક્રિયા છે.

 

 

ઉદાહરણરૂપ એપ્લિકેશન: NIR ફોટોથર્મલ થેરાપી (PTT)

નેનોમટીરિયલ્સનો ઉપયોગ કરીને નીયર-ઇન્ફ્રારેડ (NIR) ફોટોથર્મલ થેરાપી (PTT) એ પસંદગીયુક્ત કેન્સર સારવાર માટે એક આશાસ્પદ વ્યૂહરચના છે. ચાંગ એટ અલ. (2025) ના કાર્યમાં, SnOx નેનોફ્લેક્સે 810 nm LED ઇરેડિયેશન હેઠળ ~93% (0.25 mg/mL વિક્ષેપ માટે) ની ફોટોથર્મલ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી. 3 mg/mL વિક્ષેપથી 30 મિનિટમાં ~19 °C તાપમાનમાં વધારો થયો. વધુમાં, ઇન વિટ્રો અભ્યાસોએ પસંદગીયુક્ત સાયટોટોક્સિસિટી દર્શાવી: ઉદાહરણ તરીકે, 100-200 µg/mL અને 115.2 mW/cm² પર 30 મિનિટ ઇરેડિયેશન પર, SW837 કોલોરેક્ટલ કાર્સિનોમા કોષોમાં કોષ સધ્ધરતામાં ~50% અને A431 ત્વચા કાર્સિનોમા કોષોમાં ~92% ઘટાડો થયો, માનવ ત્વચા ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સ પ્રત્યે કોઈ સાયટોટોક્સિસિટી જોવા મળી નહીં.
આ પરિણામ ખાસ કરીને રસપ્રદ છે કારણ કે તે ઓછા ખર્ચે LED સ્ત્રોતો (મોંઘા લેસરોને બદલે) અને જલીય પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે, જે સ્કેલેબિલિટી અને ટ્રાન્સલેશનલ પોટેન્શિયલને સુધારે છે. તે નેનોમટીરિયલ મોર્ફોલોજી, ડિફેક્ટ એન્જિનિયરિંગ અને પ્રોસેસિંગ રૂટ (સોનિકેશન + ઓક્સિડેશન) બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સમાં નવા રસ્તાઓ કેવી રીતે ખોલી શકે છે તે પ્રકાશિત કરે છે.

નેનોફ્લેક સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સોનિકેટર્સ

હિલ્સચર અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, જર્મન-એન્જિનિયર્ડ સોનિકેટર છે જે પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો બંને માટે રચાયેલ છે, જે કંપનવિસ્તાર, ઊર્જા ઇનપુટ અને તાપમાન પર ચોક્કસ નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે. – પુનઃઉત્પાદનક્ષમ નેનોમટીરિયલ સંશ્લેષણ માટે મુખ્ય પરિમાણો. નેનોફ્લેક ઉત્પાદનમાં, તેમની પ્રોબ-પ્રકારની સિસ્ટમો (દા.ત., UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT) તીવ્ર એકોસ્ટિક પોલાણ પ્રદાન કરે છે જે મેટલ ઓક્સાઇડ અથવા ડિચાલ્કોજેનાઇડ્સ જેવા સ્તરવાળી સામગ્રીના કાર્યક્ષમ એક્સ્ફોલિયેશન, ડિલેમિનેશન અને વિક્ષેપને સક્ષમ કરે છે. ટ્યુનેબલ કંપનવિસ્તાર (200 µm સુધી), સતત કામગીરી ક્ષમતા અને સંકલિત ડિજિટલ મોનિટરિંગ સતત ઊર્જા ટ્રાન્સફર અને મિલિલીટરથી લિટર વોલ્યુમ સુધી ઉત્તમ માપનીયતા સુનિશ્ચિત કરે છે. આ સુવિધાઓ પર્યાવરણીય રીતે સૌમ્ય, જલીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ નિયંત્રિત કદ, જાડાઈ અને તબક્કા રચના સાથે સમાન નેનોફ્લેક્સનું સંશ્લેષણ કરવા માટે Hielscher sonicators ને ખાસ કરીને ફાયદાકારક બનાવે છે.
હિલ્સચર સોનિકેટર્સ કંપનવિસ્તાર, સમય, પલ્સ મોડ અને તાપમાનના ચોક્કસ ટ્યુનિંગ માટે પરવાનગી આપે છે. – એન્જિનિયરિંગ કદ, આકારશાસ્ત્ર અને કાર્યાત્મકતા માટે પરવાનગી આપે છે.

નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:

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.