תחליבים של חלקיקים ננומטריים בשעווה – הכינו פורמולות יציבות!

פיזור ננו-חלקיקים במטריצות שעווה הוא יישום חשוב אך מאתגר בתחום הציפויים, הקוסמטיקה, התרופות וחומרי שינוי הפאזה. לאור הצמיגות הפנימית של שעוות מותכות, הידרופוביותן ונטייתם של ננו-חלקיקים להתאגד עקב אנרגיות פני שטח גבוהות, הכנת פיזור ננו-חלקיקים-שעווה דורשת ידע מקצועי. מכשירי הסוניקציה של Hielscher מספקים את כוח הפיזור, את יכולת הבקרה המדויקת ואת יכולת ההרחבה הדרושים לייצור פיזור ננו-חלקיקים-שעווה יציב בייצור מעבדה ובייצור תעשייתי.

אתגרים בפיזור חלקיקים ננומטריים בשעווה

ננו-חלקיקים – בין אם מתכתי, קרמי או מבוסס פחמן – נוטים ליצור אגרגטים עקב אינטראקציות ון דר ואלס חזקות. בשעווה, אינטראקציות אלה מחמירות עקב היעדר ממסים קוטביים או מייצבים. ערבוב מכני או הומוגניזרים עם רוטור-סטטור לרוב אינם מספיקים, במיוחד כאשר ננו-חלקיקים קטנים מ-100 ננומטר בקוטר או כאשר נדרשים עומסים גבוהים. פיזור הומוגני דורש הזנת אנרגיה המסוגלת לפרק אגרגטים בקנה מידה ננומטרי ובמקביל להרטיב את משטח החלקיקים עם חומר השעווה.

מנגנון פיזור ננו-אולטראסוני

היעילות המשמעותית של פיזור קולי טמונה במנגנון הפעולה הייחודי של קוויטציה אקוסטית. מכשירי סוניקציה מסוג בדיקה מייצרים כוחות קוויטציה עזים כאשר גלי קול בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך מתפשטים בנוזל, כגון שעווה מותכת. התמוטטות הבועות במהלך הקוויטציה יוצרת נקודות חמות מקומיות עם שיפועי גזירה קיצוניים, גלי הלם ומיקרו-סילונים. כוחות חולפים אלה מתגברים על ההדבקה בין החלקיקים ומפרקים ביעילות את צברי הננו-חלקיקים.
בנוסף, אולטרסוניקציה משפרת את הרטבת משטחי הננו-חלקיקים על ידי השעווה המותכת. ההתמוטטות החוזרת ונשנית של בועות הקוויטציה מפחיתה את המתח הבין-משטחי, ומאפשרת למולקולות השעווה לחדור בין החלקיקים ולייצב אותם סטרית.

יישומים של ננו-דיספרסיה של שעווה שהוכנה באמצעות אולטרסאונד

היכולת לפזר חלקיקים ננומטריים באופן אחיד בשעווה פותחת אפשרויות ליישומים רבים:

• ציפויים וליטושים: תוספת של חלקיקי סיליקה או אלומינה משפרת את הקשיות, העמידות בפני שריטות והברק.
• תכשירים קוסמטיים: ננו-חלקיקים של טיטניום דו-חמצני או תחמוצת אבץ מעניקים הגנה מפני קרני UV, תוך שמירה על שקי
• חומרים בעלי שינוי פאזה (PCM): גרפן, ננו-צינורות פחמן או תחמוצות מתכת מגבירים את המוליכות התרמית ומשפרים את יעילות אגירת החום במערכות אנרגיה.
• מתן תרופות: ננו-חלקיקים ליפופילים המוטמעים בשעווה משמשים כמאגרים לשחרור איטי בתכשירים מקומיים או אוראליים.

מפזרים אולטראסוניים לתכשירים המכילים ננו-חלקיקים של שעווה

פיזור קולי באמצעות מכשירי סוניקציה מסוג בדיקה בעלי ביצועים גבוהים של Hielscher הוא טכניקה חזקה וניתנת להרחבה לייצור ננו-פיזור שעווה יציב.
מערכות אולטראסוניות מסוג Hielscher probe משמשות רבות לעיבוד ננו-חלקיקים בשל יכולת העיבוד הגבוהה שלהן, בקרת הפרמטרים המדויקת והמדרגיות הליניארית. בין אם אתם צריכים להכין פיזור חלקיקי ננו שעווה בייצור אצווה או בייצור רציף, Hielscher Ultrasonics מציעה את מערך הסוניקציה האידיאלי: הומוגניזרים מעבדה אולטראסוניים הם הכלי המושלם למחקר ופיתוח מוצרים, בעוד שתאי זרימה תעשייתיים אולטראסוניים מאפשרים ייצור של פיזור ננו שעווה יציב העומד בסטנדרטים הגבוהים ביותר של איכות.
מכשירים אולטראסוניים של Hielscher, המיוצרים בסטנדרטים הגבוהים ביותר, משלבים עמידות, ידידותיות למשתמש ושילוב קל בתהליכים תעשייתיים. הם תוכננו לעמוד בסביבות תובעניות, מצוידים בטכנולוגיה מתקדמת, בעלי תו תקן ISO ועומדים בדרישות CE, UL, CSA ו-RoHS.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:

ספרות / מקורות