אולטרסאונד כוח לטיפול בחלקיקים: הערות יישום

כדי לבטא את המאפיינים שלהם לחלוטין, חלקיקים חייבים להיות deagglomerated ולפזר באופן שווה כך החלקיקים’ משטח זמין. כוחות אולטרסאונד רבי עוצמה ידועים ככלי פיזור וכרסום אמינים המקרינים חלקיקים עד לגודל תת-מיקרוני וננו. יתר על כן, סוניקציה מאפשרת לשנות ולתפקד חלקיקים, למשל על ידי ציפוי של ננו-חלקיקים בשכבת מתכת.

מצא להלן מבחר של חלקיקים ונוזלים עם המלצות קשורות, כיצד לטפל בחומר על מנת לטחון, לפזר, deagglomerate או לשנות את החלקיקים באמצעות homogenizer קולי.

כיצד להכין את האבקות והחלקיקים שלך על ידי סוניקציה חזקה.

בסדר אלפביתי:

אירוסיל

יישום קולי:
פיזור חלקיקי סיליקה אירוסיל OX50 במי מיליפור (pH 6) הוכנו על ידי פיזור 5.0 גרם אבקה לתוך 500 מ"ל מים באמצעות מעבד קולי בעוצמה גבוהה UP200S (200 ואט; 24kHz). פיזור הסיליקה הוכנו בתמיסת מים מזוקקים (pH = 6) תחת קרינה קולית עם UP200S במשך 15 דקות ולאחר מכן ערבוב נמרץ במהלך 1 שעות. HCl שימש כדי להתאים את ה- pH. תכולה מוצקה בפיזורים הייתה 0.1% (w/v).
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
Licea-Claverie, A.; שוורץ, ש'; שטיינבך, צ'; פונסה-ורגאס, ס 'מ'; Genest, S. (2013): שילוב של פולימרים טבעיים ורגישים לחום בפלוקולציה של פיזור סיליקה עדין. כתב העת הבינלאומי לכימיה של פחמימות 2013.

אל₂O₃- ננו-נוזלים של מים

יישום קולי:
אל₂O₃- ניתן להכין ננו נוזלי מים על ידי השלבים הבאים: ראשית, לשקול את המסה של אל₂O₃ ננו-חלקיקים על ידי איזון אלקטרוני דיגיטלי. ואז לשים אל₂O₃ ננו-חלקיקים לתוך המים המזוקקים השקולים בהדרגה ומסעירים את האל₂O₃- תערובת מים. סוניק את התערובת ברציפות במשך שעה אחת עם מכשיר מסוג בדיקה קולית UP400S (400W, 24kHz) ליצירת פיזור אחיד של ננו-חלקיקים במים מזוקקים.
ניתן להכין את הננו-נוזלים בשברים שונים (0.1%, 0.5% ו-1%). אין צורך בשינויים פעילי שטח או pH.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
אספהאני, א. ח. מ.; Heyhat, M. M. (2013): מחקר ניסיוני של זרימת ננו-נוזלים במיקרומודל כמדיום נקבובי. כתב העת הבינלאומי לננו-מדע וננוטכנולוגיה 9/2, 2013. 77-84.

פיזור על-קולי של תחמוצת אלומיניום (Al2O3) מביא להפחתה משמעותית בגודל החלקיקים ולפיזור אחיד.

חלקיקי סיליקה מצופים בוהמיט

יישום קולי:
חלקיקי סיליקה מצופים בשכבה של Boehmite: כדי לקבל משטח נקי לחלוטין ללא חומרים אורגניים, החלקיקים מחוממים ל 450 מעלות צלזיוס. לאחר טחינת החלקיקים על מנת לפרק את האגלומרטים, מכינים ומייצבים תרחיף מימי של 6% נפח (≈70 מ"ל) ומייצבים ב- pH של 9 על ידי הוספת שלוש טיפות של תמיסת אמוניום. לאחר מכן ההשעיה מפורקת על ידי אולטרסוניקציה עם UP200S באמפליטודה של 100% (200 ואט) למשך 5 דקות. לאחר חימום התמיסה מעל 85 מעלות צלזיוס, נוספו 12.5 גרם אלומיניום sec-butoxide. הטמפרטורה נשמרת על 85-90 מעלות צלזיוס למשך 90 דקות, ואת המתלה מערבבים עם מערבל מגנטי במהלך כל ההליך. לאחר מכן, המתלה נשמר תחת ערבוב מתמשך עד שהוא מתקרר אל מתחת ל-40°C. לאחר מכן, ערך ה- pH הותאם ל -3 על ידי הוספת חומצה הידרוכלורית. מיד לאחר מכן, המתלה הוא ultrasonicated באמבט קרח. האבקה נשטפת על ידי דילול וצנטריפוגה לאחר מכן. לאחר הסרת הסופרנטנט, החלקיקים מיובשים בתנור ייבוש ב-120 מעלות צלזיוס. לבסוף, טיפול בחום מוחל על החלקיקים ב 300 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות.
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
Wyss, H. M. (2003): מיקרו-מבנה והתנהגות מכנית של ג'ל חלקיקים מרוכז. דיסרטציה: המכון הפדרלי השוויצרי לטכנולוגיה, 2003. עמ' 71.

קדמיום(II)-תיאואצטמיד סינתזת ננו-מרוכבים

יישום קולי:
ננו-מרוכבים של קדמיום(II)-תיאואצטמיד סונתזו בנוכחות ובהיעדר אלכוהול פוליוויניל באמצעות מסלול סונוכימי. עבור סינתזה סונוכימית (סינתזה סונו), 0.532 גרם של קדמיום (II) אצטט דיהידרט (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0.148 גרם של thioacetamide (TAA, CH3CSNH2) ו 0.664 גרם של אשלגן יודיד (KI) הומסו ב 20mL מים מזוקקים כפול deionized. פתרון זה היה sonicated עם ultrasonicator מסוג בדיקה בעוצמה גבוהה UP400S (24 קילו-הרץ, 400 ואט) בטמפרטורת החדר למשך שעה. במהלך הסוניקציה של תערובת התגובה הטמפרטורה עלתה ל 70-80 מעלות צלזיוס כפי שנמדדה על ידי זוג תרמי ברזל-קונסטנטין. לאחר שעה נוצר משקע צהוב בוהק. הוא בודד על ידי צנטריפוגה (4,000 סל"ד, 15 דקות), נשטף במים מזוקקים כפול ולאחר מכן באתנול מוחלט כדי להסיר זיהומים שיוריים ולבסוף יובש באוויר (תפוקה: 0.915 גרם, 68%). דצמבר עמ' 200°C. כדי להכין ננו-מרוכבים פולימריים, 1.992 גרם של אלכוהול פוליוויניל הומס ב -20 מ"ל של מים מזוקקים כפולים ולאחר מכן הוסיף לתמיסה לעיל. תערובת זו הוקרנה באולטרסאונד עם UP400S במשך 1 שעה כאשר מוצר כתום בהיר נוצר.
תוצאות ה-SEM הראו כי בנוכחות PVA גודל החלקיקים ירד מכ-38 ננומטר ל-25 ננומטר. לאחר מכן סינתזנו ננו-חלקיקי CdS משושים עם מורפולוגיה כדורית מפירוק תרמי של ננו-מרוכב פולימרי, קדמיום(II)- thioacetamide/PVA כקודמן. גודלם של חלקיקי CdS נמדד הן על ידי XRD והן על ידי SEM והתוצאות היו בתיאום טוב מאוד זו עם זו.
Ranjbar et al. (2013) מצאו גם כי ננו-מרוכב Cd(II) פולימרי הוא קודמן מתאים להכנת חלקיקי קדמיום גופרתי עם מורפולוגיות מעניינות. כל התוצאות הראו כי סינתזה קולית יכולה לשמש בהצלחה כשיטה פשוטה, יעילה, בעלות נמוכה, ידידותית לסביבה ומבטיחה מאוד לסינתזה של חומרים ננומטריים ללא צורך בתנאים מיוחדים, כגון טמפרטורה גבוהה, זמני תגובה ארוכים ולחץ גבוה.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
רנג'בר, מ.; מוסטפא יוספי, מ.; נוזרי, ר'; ששמני, ש. (2013): סינתזה ואפיון של ננו-מרוכבים קדמיום-תיאואצטמיד. Int. J. Nanosci. ננוטכנול. 9/4, 2013. 203-212.

קאקו₃

יישום קולי:
ציפוי קולי של CaCO ננו-מואץ₃ (NPCC) עם חומצה סטארית בוצע על מנת לשפר את פיזורו בפולימר ולהפחית את האגלומרציה. 2 גרם של CaCO ננו-מואץ ללא ציפוי₃ (NPCC) עבר סוניקציה עם UP400S ב 30ml אתנול. 9 wt% של חומצה סטארית כבר מומס אתנול. אתנול עם חומצה סטארית עורבב אז עם ההשעיה sonificated.
המלצת המכשיר:
UP400S עם סונוטרודה בקוטר 22 מ"מ (H22D), ותא זרימה עם מעטפת קירור
חומר עזר / עבודת מחקר:
קאו, ק וו; עבדאללה, א' כ'; עזיז, א. ר. (2009): השפעות אולטרסאונד בציפוי CaCO3 ננו-מואץ בחומצה סטארית. כתב העת אסיה-פסיפיק להנדסה כימית 4/5, 2009. 807-813.

ננו-גבישים תאית

יישום קולי:
ננו-גבישי תאית (CNC) שהוכנו מ-CNC של תאית אקליפטוס: ננו-גבישי תאית שהוכנו מתאית אקליפטוס שונו על ידי התגובה עם מתיל אדיפויל כלוריד, CNCm, או עם תערובת של חומצה אצטית וגופרתית, CNCa. לכן, CNCs מיובשים בהקפאה, CNCm ו-CNCa פוזרו מחדש בממסים טהורים (EA, THF או DMF) ב-0.1 wt%, על ידי ערבוב מגנטי למשך הלילה בטמפרטורה של 24 ±-1 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן סוניקציה של 20 דקות באמצעות האולטרה-סוניקטור מסוג בדיקה UP100H. הסוניקציה בוצעה עם 130 ואט/ס"מ² עוצמה ב 24 ± 1 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, CAB נוסף לפיזור CNC, כך שריכוז הפולימר הסופי היה 0.9 wt%.
המלצת המכשיר:
UP100H
חומר עזר / עבודת מחקר:
בלאככן, ל. ס.; דה מסקיטה, ג'יי פי; דה פאולה, א. ל.; פריירה, פ 'ו'; Petri, D. F. S. (2013): יחסי גומלין של יציבות קולואידית של ננו-גבישי תאית ופיזורם במטריצת בוטיראט אצטט תאית. תאית 20/3, 2013. 1329-1342.

צריום חנקתי מסומם סילאן מסומם

יישום קולי:
לוחות פלדת פחמן מגולגלים קרים (6.5 ס"מ 6.5 ס"מ 0.3 ס"מ; נוקו כימית ומלוטשים מכנית) שימשו כמצעים מתכתיים. לפני יישום הציפוי, הלוחות נוקו באולטרסאונד עם אצטון ולאחר מכן נוקו על ידי תמיסת אלקליין (תמיסת 0.3molL 1 NaOH) בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. לשימוש כפריימר, לפני טיפול מקדים במצע, נוסחה טיפוסית הכוללת 50 חלקים של γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) נמהלה בכ-950 חלקים של מתנול, ב-pH 4.5 (מותאם עם חומצה אצטית) ואפשרה הידרוליזה של סילאן. הליך ההכנה של סילאן מסומם עם פיגמנטים של צריום חנקתי היה זהה, אלא ש-1, 2, 3 wt% של צריום חנקתי נוספו לתמיסת מתנול לפני תוספת (γ-GPS), ואז תמיסה זו עורבבה עם מערבל מדחף ב-1600 סל"ד למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, הצריום החנקתי שהכיל פיזורים הונע למשך 30 דקות בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס עם אמבט קירור חיצוני. תהליך האולטרה-סוניקציה בוצע עם האולטרסוניקטור UIP1000hd (1000W, 20 kHz) עם עוצמת אולטרסאונד כניסה של כ 1 W / mL. טיפול מקדים במצע בוצע על ידי שטיפה של כל פאנל במשך 100 שניות בתמיסת סילאן מתאימה. לאחר הטיפול, הלוחות הורשו להתייבש בטמפרטורת החדר במשך 24 שעות, ואז הפאנלים שטופלו מראש צופו באפוקסי שנרפא על ידי אמין בשתי חבילות. (אפון 828, מעטפת ושות') כדי ליצור עובי סרט רטוב 90μm. לוחות מצופים אפוקסי הורשו לרפא במשך שעה אחת בטמפרטורה של 115 מעלות צלזיוס, לאחר ריפוי של ציפויי אפוקסי; עובי הסרט היבש היה כ-60 מיקרומטר.
המלצת המכשיר:
UIP1000hd
חומר עזר / עבודת מחקר:
זפרני, ש.ה.; פייקרי, מ.; זארי, ד'; Danaei, I. (2013): השפעות אלקטרוכימיות של טיפולי סילאן המכילים צריום חנקתי על תכונות ניתוק קתודיות של פלדה מצופה אפוקסי. כתב עת למדע וטכנולוגיה 27/22, 2013. 2411–2420.

חימר: פיזור / שבר

יישום קולי:
שבר בגודל חלקיקים: כדי לבודד < חלקיקי 1 מיקרומטר מחלקיקי 1-2 מיקרומטר, חלקיקים בגודל חרסית (< 2 מיקרומטר) הופרדו בשדה קולי ועל ידי היישום הבא של מהירויות שיקוע שונות.
החלקיקים בגודל חימר (< 2 מיקרומטר) הופרדו על ידי אולטרסוניקציה עם קלט אנרגיה של 300 J מ"ל^-1 (1 דקות) באמצעות מפרק קולי מסוג בדיקה UP200S (200W, 24kHz) מצויד בסונוטרודה S7 בקוטר 7 מ"מ. לאחר קרינה קולית הדגימה הייתה צנטריפוגית במהירות של 110 x גרם (1000 סל"ד) למשך 3 דקות. שלב השיקוע (מנוחת שבר) שימש לאחר מכן בשבר צפיפות לבידוד שברי צפיפות האור, והתקבל פאזה צפה (< שבר 2 מיקרומטר) הועבר לצינור צנטריפוגה אחר וצנטריפוגה במהירות 440 x גרם (2000 סל"ד) למשך 10 דקות כדי להפריד < שבר 1 מיקרומטר (סופרנטנט) מחלק 1-2 מיקרומטר (משקעים). הסופרנאטנט המכיל < שבר 1 מיקרומטר הועבר לצינור הצנטריפוגה האחר ולאחר הוספה של 1 מ"ל MgSO₄ צנטריפוגה במהירות של 1410 x גרם (4000 סל"ד) למשך 10 דקות כדי לרוקן את שאר המים.
כדי למנוע התחממות יתר של המדגם, ההליך חזר על עצמו 15 פעמים.
המלצת המכשיר:
UP200S עם S7 או UP200ST עם S26d7
חומר עזר / עבודת מחקר:
Jakubowska, J. (2007): השפעת סוג מי השקיה על שברי חומר אורגני בקרקע (SOM) והאינטראקציות שלהם עם תרכובות הידרופוביות. דיסרטציה: אוניברסיטת מרטין-לותר, האלה-ויטנברג, 2007.

חימר: פילינג של חימר אנאורגני

יישום קולי:
חימר אנאורגני עבר פילינג כדי להכין ננו מרוכבים מבוססי פולולן לפיזור הציפוי. לכן, כמות קבועה של פולולן (4 wt% בסיס רטוב) הומסה במים ב 25degC במשך 1 שעה תחת ערבוב עדין (500 סל"ד). במקביל, אבקת חימר, בכמות הנעה בין 0.2 ל -3.0 wt%, פוזרה במים תוך ערבוב נמרץ (1000 סל"ד) במשך 15 דקות. הפיזור שהתקבל היה אולטרה-סוני באמצעות UP400S (כח)_מקס = 400 W; תדר = 24 קילוהרץ) מכשיר קולי מצויד טיטניום sonotrode H14, קוטר קצה 14 מ"מ, משרעת_מקס = 125 מיקרומטר; עוצמת פני השטח = 105 Wcm^-2) בתנאים הבאים: 0.5 מחזורים ומשרעת 50%. משך הטיפול האולטרסוני השתנה בהתאם לתכנון הניסוי. תמיסת הפולולן האורגנית והפיזור האי-אורגני עורבבו יחד תחת ערבוב עדין (500 סל"ד) במשך 90 דקות נוספות. לאחר הערבוב, הריכוזים של שני המרכיבים התאימו ליחס אנאורגני/אורגני (I/O) שנע בין 0.05 ל-0.75. התפלגות הגודל בפיזור המים של ה-Na⁺- חימר MMT לפני ואחרי טיפול קולי הוערך באמצעות מנתח ננו-חלקיקים IKO-Sizer CC-1.
עבור כמות קבועה של חימר זמן הסוניקציה היעיל ביותר נמצא כ-15 דקות, בעוד שטיפול אולטרסאונד ארוך יותר מעלה את ה-P'O₂ ערך (עקב צבירה מחדש) אשר יורד שוב בזמן הסוניקציה הגבוה ביותר (45 דקות), ככל הנראה בשל פיצול של טסיות הדם והטקטואידים.
על פי מערך הניסוי שאומץ בעבודת הדוקטורט של אינטרוצי, תפוקת יחידת אנרגיה של 725 Ws מ"ל^-1 חושב עבור טיפול של 15 דקות בעוד זמן אולטרסוניקציה ממושך של 45 דקות הניב צריכת אנרגיה יחידה של 2060 Ws מ"ל^-1. זה יאפשר חיסכון של כמות גבוהה למדי של אנרגיה לאורך כל התהליך, אשר בסופו של דבר יבוא לידי ביטוי בעלויות התפוקה הסופית.
המלצת המכשיר:
UP400S עם סונוטרודה H14
חומר עזר / עבודת מחקר:
אינטרוצי, ל. (2012): פיתוח ציפויים ביופולימרים בעלי ביצועים גבוהים ליישומי אריזות מזון. דיסרטציה, אוניברסיטת מילאנו 2012.

דיו מוליך

יישום קולי:
הדיו המוליך הוכן על ידי פיזור חלקיקי Cu+C ו-Cu+CNT עם מפיצים בממס מעורב (פרסום IV). המפיצים היו שלושה חומרים לפיזור משקל מולקולרי גבוה, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 ו-DISPERBYK-2012, המיועדים לפיזור פיגמנט פחמן שחור על בסיס מים על ידי BYK Chemie GmbH. מים דה-מיוננים (DIW) שימשו כממס העיקרי. אתילן גליקול מונומתיל אתר (EGME) (Sigma-Aldrich), אתילן גליקול monobuthyl אתר (EGBE) (Merck), ו n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen) שימשו כממיסים משותפים.
המתלה המעורב הושמע במשך 10 דקות באמבט קרח באמצעות UP400S מעבד קולי. לאחר מכן, ההשעיה נותרה להסתפק במשך שעה, ואחריה decanting. לפני ציפוי הסחיטה או ההדפסה, המתלים הופעלו באמבטיה על-קולית למשך 10 דקות.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
פורסמן, י. (2013): ייצור חלקיקי Co, Ni ו- Cu על ידי הפחתת מימן. דיסרטציה VTT פינלנד 2013.

אולטרה-סוניקציה יעילה מאוד להפחתת גודל חלקיקים ופיזור פיגמנטים בדיו הזרקת דיו.

נחושת phathlocyanine

יישום קולי:
פירוק של metallophthalocyanines
נחושת phathlocyanine (CuPc) הוא סוניקציה עם מים וממיסים אורגניים בטמפרטורת הסביבה ולחץ אטמוספרי בנוכחות מחמצן כמו זרז באמצעות אולטרה סאונד 500W UIP500hd עם תא זרימה. עוצמת סוניקציה: 37–59 ואט/ס"מ²תערובת דגימה: 5 מ"ל דגימה (100 מ"ג / ליטר), 50 D / D מים עם choloform ופירידין ב 60% של משרעת קולית., טמפרטורת תגובה: 20°C בלחץ אטמוספרי.
שיעור הרס של עד 95% תוך 50 דקות מרגע הסוניקציה.
המלצת המכשיר:
UIP500hd

דיבוטיריאלכיטין (DBCH)

יישום קולי:
ניתן לשבור מאקרו-מולקולות פולימריות ארוכות על ידי אולטרה-סוניקציה. הפחתת מסה מולרית בסיוע אולטרה-סאונד מאפשרת למנוע תגובות לוואי לא רצויות או הפרדת תוצרי לוואי. הסברה היא שפירוק על-קולי, בניגוד לפירוק כימי או תרמי, הוא תהליך לא אקראי, כאשר המחשוף מתרחש בערך במרכז המולקולה. מסיבה זו מקרומולקולות גדולות יותר מתפרקות מהר יותר.
הניסויים בוצעו באמצעות מחולל אולטרסאונד UP200S מצויד בסונוטרוד S2. ההגדרה האולטרסונית הייתה בכניסת חשמל של 150 ואט. פתרונות של dibutyrylchitin ב dimethylacetamide, בריכוז של הראשון של 0.3 גרם / 100 cm3 בעל נפח של 25 cm3 שימשו. הסונוטרוד (בדיקה קולית / קרן) היה שקוע בתמיסת פולימר 30 מ"מ מתחת לפני השטח. התמיסה הונחה באמבט מים תרמי שנשמר בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. כל תמיסה הוקרנה למרווח זמן קבוע מראש. לאחר זמן זה הפתרון היה מדולל 3 פעמים נתון לניתוח כרומטוגרפיה אי הכללת גודל.
התוצאות המוצגות מצביעות על כך ש dibutyrylchitin אינו עובר הרס על ידי אולטרסאונד כוח, אבל יש השפלה של פולימר, אשר מובן כתגובה סונוכימית מבוקרת. לכן, אולטרסאונד עשוי לשמש להפחתת המסה המולרית הממוצעת של dibutyrylchitin והוא הדין לגבי היחס בין משקל ממוצע למספר מסה מולרית ממוצעת. השינויים הנצפים מועצמים על ידי הגדלת עוצמת האולטרסאונד ומשך הסוניפיקציה. הייתה גם השפעה משמעותית של המסה המולרית ההתחלתית על מידת השפלת DBCH בתנאי סוניפיקציה נחקרים: ככל שהמסה המולרית הראשונית גבוהה יותר, כך גדלה מידת ההתפרקות.
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
שומילביץ', י.; Pabin-Szafko, B. (2006): השפלה קולית של Dibuyrylchitin. אגודת צ'יטין הפולנית, מונוגרפיה XI, 2006. 123-128.

אבקת פרוצין

יישום קולי:
מסלול סונוכימי להכנת SWNCNTs: אבקת סיליקה (קוטר 2-5 מ"מ) מתווספת לתמיסה של 0.01 mol% ferrocene ב-p-xylene ואחריה סוניקציה עם UP200S מצויד בבדיקת קצה טיטניום (סונוטרודה S14). אולטרסוניקציה בוצעה במשך 20 דקות בטמפרטורת החדר ובלחץ אטמוספרי. על ידי סינתזה בסיוע אולטרה-סאונד, SWCNTs טוהר גבוה הופקו על פני השטח של אבקת סיליקה.
המלצת המכשיר:
UP200S עם בדיקה קולית S14
חומר עזר / עבודת מחקר:
Srinivasan C.(2005): שיטת SOUND לסינתזה של ננו-צינוריות פחמן בעלות דופן אחת בתנאי סביבה. מדע נוכחי 88/1, 2005. 12-13.

אפר זבוב / Metakaolinite

יישום קולי:
בדיקת שטיפה: 100 מ"ל של תמיסת שטיפה נוספה ל -50 גרם של הדגימה המוצקה. עוצמת סוניקציה: מקסימום 85 ואט/ס"מ² עם UP200S באמבט מים של 20 מעלות צלזיוס.
גיאופולימריזציה: הבוצה עורבבה עם UP200S הומוגנייזר קולי לגיאופולימריזציה. עוצמת הסוניק הייתה מקסימלית 85 ואט/ס"מ². לקירור, סוניקציה בוצעה באמבט מי קרח.
היישום של אולטרסאונד כוח עבור גיאופולימריזציה גורם להגדלת כוח הדחיסה של הגיאופולימרים שנוצרו והגדלת הכוח עם סוניקציה מוגברת עד זמן מסוים. המסת מטקאוליניט ואפר זבובים בתמיסות אלקליין שופרה על ידי אולטרסוניקציה ככל שיותר אל וסי שוחררו לשלב הג'ל לצורך עיבוי פוליקונדנציה.
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
פנג, ד'; טאן, ח'; ואן דוונטר, J. S. J. (2004): אולטרסאונד משופר גיאופולימריזציה. כתב העת למדע החומרים 39/2, 2004. 571-580

גרפן

יישום קולי:
יריעות גרפן טהורות ניתן לייצר בכמויות גדולות כפי שמוצג על ידי עבודתם של Stengl et al. (2011) במהלך הייצור של TiO לא stoichiometric₂ גרפן ננו מרוכב על ידי הידרוליזה תרמית של תרחיף עם ננו-יריעות גרפן וקומפלקס טיטניה פרוקסו. ננו-יריעות הגרפן הטהורות הופקו מגרפיט טבעי תחת אולטרה-סוניקציה בהספק עם מעבד קולי של 1000W UIP1000hd בתא כור אולטרסאונד בלחץ גבוה ב 5 barg. יריעות הגרפן המתקבלות מאופיינות בשטח פנים ספציפי גבוה ובתכונות אלקטרוניות ייחודיות. החוקרים טוענים כי איכות הגרפן המוכן באולטרסאונד גבוהה בהרבה מהגרפן המתקבל בשיטת האמר, שבה גרפיט עובר קילוף וחמצון. מכיוון שניתן לשלוט במדויק בתנאים הפיזיים בכור העל-קולי ובהנחה שריכוז הגרפן כדופנט ישתנה בטווח של 1-0.001%, ייצור גרפן במערכת רציפה בקנה מידה מסחרי אפשרי.
המלצת המכשיר:
UIP1000hd
חומר עזר / עבודת מחקר:
סטנגל, ו'; פופלקובה, ד'; Vlácil, P. (2011): TiO2-גרפן Nanocomposite כמו photocatalysts ביצועים גבוהים. בתוך: כתב העת לכימיה פיזיקלית C 115/2011. עמ' 25209-25218.
לחץ כאן כדי לקרוא עוד על ייצור קולי והכנה של גרפן!

תחמוצת גרפן

יישום קולי:
שכבות תחמוצת גרפן (GO) הוכנו במסלול הבא: 25mg של אבקת תחמוצת גרפן נוספו ב 200 מ"ל של מים de-ionized. על ידי ערבוב הם השיגו השעיה חומה לא הומוגנית. המתלים שהתקבלו היו סוניים (30 דקות, 1.3 × 105J), ולאחר ייבוש (ב 373 K) תחמוצת גרפן שעבר טיפול אולטרה-סאונד הופק. ספקטרוסקופיית FTIR הראתה כי הטיפול האולטרסוני לא שינה את הקבוצות הפונקציונליות של תחמוצת הגרפן.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
הו, ו. צ.; חן, מ. ל.; ג'אנג, ק'; ג'אנג, פ 'ג'; Jang, W. K. (2010): השפעת הטיפול התרמי והקולי על היווצרות ננו-גיליונות תחמוצת גרפן. כתב העת של החברה הקוריאנית לפיזיקה 4/56, 2010. עמ' 1097-1102.
לחץ כאן כדי לקרוא עוד על פילינג גרפן קולי והכנה!

ננו-חלקיקי פולימר שעירים על ידי פירוק פולי (אלכוהול ויניל)

יישום קולי:
הליך פשוט בן שלב אחד, המבוסס על פירוק סונוכימי של פולימרים מסיסים במים בתמיסה מימית בנוכחות מונומר הידרופובי מוביל לחלקיקי פולימר שעירים פונקציונליים בסרום נטול שיורית. כל הפילמור בוצע בכור זכוכית בעל דופן כפולה של 250 מ"ל, מצויד במבלים, חיישן טמפרטורה, מוט מערבל מגנטי והיילשר 200 שניות מעבד קולי (200 W, 24 קילוהרץ) מצויד סונוטרודה טיטניום S14 (קוטר = 14 מ"מ, אורך = 100 מ"מ).
תמיסת אלכוהול פולי(ויניל) (PVOH) הוכנה על ידי המסת כמות מדויקת של PVOH במים, למשך הלילה בטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס תחת ערבוב נמרץ. לפני הפילמור, תמיסת PVOH הונחה בתוך הכור והטמפרטורה הותאמה לטמפרטורת התגובה הרצויה. תמיסת PVOH והמונומר טוהרו בנפרד למשך שעה אחת עם ארגון. הכמות הנדרשת של מונומר נוספה טיפה חכמה לתמיסת PVOH תוך ערבוב נמרץ. לאחר מכן, טיהור הארגון הוסר מהנוזל והאולטרסוניקציה עם UP200S החלה באמפליטודה של 80%. כאן המקום לציין כי השימוש בארגון משרת שתי מטרות: (1) סילוק חמצן ו-(2) הוא נדרש ליצירת קביטציות על-קוליות. מכאן שזרימת ארגון רציפה תועיל באופן עקרוני לפילמור, אך התרחשה הקצפה מוגזמת; ההליך שביצענו כאן נמנע מבעיה זו והספיק לפילמור יעיל. הדגימות נלקחו מעת לעת כדי לעקוב אחר המרה על ידי כוח הכבידה, התפלגות משקל מולקולרית ו / או התפלגות גודל חלקיקים.
המלצת המכשיר:
200 שניות
חומר עזר / עבודת מחקר:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; ואן האל, ר. סי. פ.; גומז סנטנה, ס'; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; ואן הרק, ג'יי. M.; Heuts, J. P. A. (2010): מסלול סונוכימי פשוט בצעד אחד לעבר ננו-חלקיקי פולימר שעירים פונקציונליים. חומר רך, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNTs

יישום קולי:
פיזור HiPco-SWCNTs עם UP400S: בבקבוקון 5 מ"ל HiPcoTM SWCNTs מחומצנים 0.5 מ"ג (0.04 מ"ל פחמן) הושעו ב-2 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה על ידי מעבד אולטרסאונד UP400S כדי להניב תרחיף בצבע שחור (0.25 מ"ג/מ"ל SWCNTs). לתרחיף זה נוספו 1.4 מיקרוליטר של תמיסת PDDA (20 wt./%, משקל מולקולרי = 100,000-200,000) והתערובת עורבבה במשך 2 דקות. לאחר סוניקציה נוספת באמבט מים של 5 דקות, מתלה ננו-צינורית היה צנטריפוגה ב 5000g במשך 10 דקות. הסופרנאטנט נלקח למדידות AFM ולאחר מכן תפקד עם siRNA.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
יונג, א. (2007): חומרים פונקציונליים המבוססים על ננו-צינוריות פחמן. דיסרטציה פרידריך אלכסנדר-אוניברסיטאט ארלנגן-נירנברג 2007.

הידרוקסיאפטיט ביו-קרמיקה

יישום קולי:
לסינתזה של ננו-HAP, תמיסה של 40 מ"ל של 0.32M Ca(NO)₃)² ⋅ 4 שעות₂O הוכנס לתוך כד קטן. התמיסה pH הותאם אז ל 9.0 עם כ 2.5 מ"ל אמוניום הידרוקסיד. לאחר מכן הפתרון הושלם באמצעות מעבד האולטרסאונד UP50H (50 ואט, 30 קילוהרץ) מצויד בסונוטרוד MS7 (קוטר קרן 7 מ"מ) המוגדר באמפליטודה מרבית של 100% למשך שעה אחת. בסוף השעה הראשונה תמיסה של 60 מ"ל של 0.19M [KH₂פו₄] לאחר מכן נוסף בהדרגה טיפה לתוך הפתרון הראשון תוך כדי שעה שנייה של קרינה קולית. במהלך תהליך הערבוב, ערך ה- pH נבדק ונשמר על 9 בעוד יחס Ca/P נשמר על 1.67. התמיסה סוננה לאחר מכן באמצעות צנטריפוגה (~ 2000 גרם), ולאחר מכן המשקע הלבן שנוצר היה פרופורציונלי למספר דגימות לטיפול בחום. נעשו שתי ערכות דגימות, הראשונה מורכבת משתים עשרה דגימות לטיפול תרמי בכבשן צינור והשנייה מורכבת מחמש דגימות לטיפול במיקרוגל
המלצת המכשיר:
UP50H
חומר עזר / עבודת מחקר:
פוינרן, ג 'י' א'; Brundavanam, R.; תי' לה, כ'; Djordjevic, S.; פרוקיץ', מ'; Fawcett, D.(2011): השפעה תרמית וקולית בהיווצרות ביו-קרמיקה הידרוקסיאפטיט בקנה מידה ננומטרי. כתב העת הבינלאומי לננו-רפואה 6, 2011. 2083-2095.

סידן-הידרוקסיאפטיט מופחת ומפוזר באולטרסאונד

WS אנאורגני דמוי פולרן₂ ננו-חלקיקים

יישום קולי:
אולטרסוניקציה במהלך אלקטרודפוזיציה של פולרן אנאורגני (IF) דמוי WS₂ ננו-חלקיקים במטריצת ניקל מובילים לציפוי אחיד וקומפקטי יותר. יתר על כן, היישום של אולטרסאונד יש השפעה משמעותית על אחוז המשקל של החלקיקים המשולבים במרבץ מתכת. לפיכך, wt.% של IF-WS₂ כמות החלקיקים במטריצת הניקל גדלה מ-4.5 WT.% (ביריעות הגדלות תחת תסיסה מכנית בלבד) לכ-7 WT.% (ביריעות שהוכנו תחת סוניקציה ב-30 ואט ס"מ^-2 של עוצמת אולטרסאונד).
Ni/IF-WS₂ ציפויים ננו-מרוכבים הופקדו אלקטרוליטית מאמבט ניקל וואטס סטנדרטי שאליו הגיע IF-WS בדירוג תעשייתי₂ (פולרנים אנאורגניים-WS₂) נוספו ננו-חלקיקים.
לצורך הניסוי, IF-WS₂ נוסף לאלקטרוליטים של ניקל ווטס והמתלים עורבבו באופן אינטנסיבי באמצעות מערבל מגנטי (300 סל"ד) במשך 24 שעות לפחות בטמפרטורת החדר לפני ניסויי מיקום הקוד. מיד לפני תהליך האלקטרודפוזיציה, המתלים הוגשו לטיפול מקדים אולטראסוני של 10 דקות כדי למנוע הצטברות. עבור קרינה קולית, UP200S אולטרסאונד מסוג בדיקה עם סונוטרודה S14 (קוטר קצה 14 מ"מ) הותאם באמפליטודה של 55%.
תאי זכוכית גליליים בנפחים של 200 מ"ל שימשו לניסויי הקוד. הציפויים הונחו על קתודות פלדה מתונה מסחרית שטוחה (דרגה St37) של 3 ס"מ². האנודה הייתה רדיד ניקל טהור (3 ס"מ²) ממוקם בצד הכלי, פנים אל פנים אל הקתודה. המרחק בין אנודה לקתודה היה 4 ס"מ. המצעים הוסרו משומנים, נשטפו במים מזוקקים קרים, הופעלו בתמיסת HCl 15% (דקה אחת) ונשטפו שוב במים מזוקקים. Electrocodeposition בוצע בצפיפות זרם קבוע של 5.0 A dm^-2 במהלך שעה אחת באמצעות ספק כוח DC (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). על מנת לשמור על ריכוז חלקיקים אחיד בתמיסה בתפזורת, נעשה שימוש בשתי שיטות תסיסה במהלך תהליך האלקטרודפוזיציה: תסיסה מכנית על ידי מערבל מגנטי (ω = 300 סל"ד) הממוקם בתחתית התא, ואולטרה-סוניקציה עם מכשיר אולטראסוני מסוג בדיקה UP200S. הגשושית העל-קולית (סונוטרודה) הייתה שקועה ישירות בתמיסה מלמעלה ומוקמה במדויק בין האלקטרודות העובדות והנגדיות באופן שלא היה מיגון. עוצמת האולטרסאונד שהופנה למערכת האלקטרוכימית השתנתה על ידי שליטה באמפליטודת האולטרסאונד. במחקר זה, משרעת הרטט הותאמה ל -25, 55 ו -75% במצב רציף, המתאים לעוצמה קולית של 20, 30 ו -40 ואט ס"מ^-2 בהתאמה, נמדד על ידי מעבד המחובר למד כוח קולי (Hielscher Ultrasonics). טמפרטורת האלקטרוליטים נשמרה על 55◦C באמצעות תרמוסטט. הטמפרטורה נמדדה לפני ואחרי כל ניסוי. עליית הטמפרטורה עקב אנרגיה קולית לא עלתה על 2-4◦C. לאחר אלקטרוליזה, הדגימות נוקו באולטרסאונד באתנול למשך דקה אחת כדי להסיר חלקיקים נספגים באופן רופף מפני השטח.
המלצת המכשיר:
UP200S עם קרן קולית / סונוטרודה S14
חומר עזר / עבודת מחקר:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; פורנל, ב'; פליסר, א'; Sort, J. (2013): מיקום של ננו-חלקיקים אנאורגניים דמויי פולרן WS2 במטריצת ניקל אלקטרו-שוקעת בהשפעת תסיסה קולית. אלקטרוכימיקה Acta 114, 2013. 859-867.

סינתזת לטקס

יישום קולי:
הכנת לטקס P(St-BA)
חלקיקי לטקס P(St-BA) פולי(סטירן-r-בוטיל אקרילט) P(St-BA) סונתזו על ידי פילמור תחליב בנוכחות DBSA פעילי שטח. 1 גרם של DBSA הומס לראשונה ב -100 מ"ל מים בבקבוק בעל שלושה צווארים וערך ה- pH של התמיסה הותאם ל -2.0. מונומרים מעורבים של 2.80 גרם St ו- 8.40 גרם BA עם היוזם AIBN (0.168 גרם) נשפכו לתמיסת DBSA. תחליב O/W הוכן באמצעות ערבוב מגנטי למשך שעה אחת ואחריו סוניקציה עם UIP1000hd מצויד קרן קולית (בדיקה / סונוטרודה) עוד 30 דקות באמבט הקרח. לבסוף, פילמור בוצע ב 90 מעלות צלזיוס באמבט שמן במשך 2 שעות תחת אטמוספירה חנקן.
המלצת המכשיר:
UIP1000hd
חומר עזר / עבודת מחקר:
ייצור יריעות מוליכות גמישות המופקות מפולי(3,4-אתילאנדיוקסיתיופן)פולי(חומצה סטירנסולפונית) (PEDOT:PSS) על מצע הבדים הלא ארוגים. כימיה ופיזיקה של חומרים 143, 2013. 143-148.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על סונו-סינתזה של לטקס!

הסרת עופרת (Sono-Leaching)

יישום קולי:
שטיפה קולית של עופרת מקרקע מזוהמת:
ניסויי שטיפת האולטרסאונד בוצעו באמצעות מכשיר אולטראסוני UP400S עם בדיקה קולית טיטניום (קוטר 14 מ"מ), הפועלת בתדר של 20kHz. הגשושית העל-קולית (סונוטרודה) כוילה מבחינה קלורית כאשר העוצמה העל-קולית נקבעה ל-51 ± 0.4 ואט ס"מ^-2 לכל ניסויי שטיפת סונו. ניסויי שטיפת הסונו נערכו באמצעות תא זכוכית בעל מעטפת תחתית שטוחה בטמפרטורה של 25 ±-1 מעלות צלזיוס. שלוש מערכות שימשו כתמיסות שטיפת קרקע (0.1L) תחת סוניקציה: 6 מ"ל של 0.3 mol L^-2 של תמיסת חומצה אצטית (pH 3.24), 3% (v/v) תמיסת חומצה חנקתית (pH 0.17) וחיץ של חומצה אצטית/אצטט (pH 4.79) שהוכן על ידי ערבוב 60mL 0f 0.3 mol L^-1 חומצה אצטית עם 19 מ"ל 0.5 מול L^-1 נאו. לאחר תהליך שטיפת הסונו, דגימות סוננו עם נייר סינון כדי להפריד את תמיסת השטיפה מהאדמה ואחריה אלקטרודפוזיציה של אלקטרודפוזיציה של תמיסת השטיפה ועיכול הקרקע לאחר יישום אולטרסאונד.
אולטרסאונד הוכח ככלי רב ערך בשיפור שטיפת העופרת מקרקע מזהמת. אולטרסאונד הוא גם שיטה יעילה להסרה כמעט מוחלטת של עופרת נשלפת מהקרקע וכתוצאה מכך קרקע הרבה פחות מסוכנת.
המלצת המכשיר:
UP400S עם סונוטרודה H14
חומר עזר / עבודת מחקר:
סנדובל-גונזלס, א'; סילבה-מרטינס, ס'; בלס-אמאדור, ג. (2007): שטיפת אולטרסאונד וטיפול אלקטרוכימי משולבים לקרקע להסרת עופרת. כתב עת לחומרים חדשים למערכות אלקטרוכימיות 10, 2007. 195-199.

הכנת תרחיף ננו-חלקיקים

יישום קולי:
אבקות nTiO2 חשופות (5 ננומטר על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת (TEM)) ו-nZnO (20nm על ידי TEM) ואבקות nTiO2 מצופות פולימר (3-4nm על ידי TEM) ו-nZnO (3-9nm על ידי TEM) שימשו להכנת תרחיפים של ננו-חלקיקים. הצורה הגבישית של NPs הייתה אנטאז עבור nTiO2 ואמורפית עבור nZnO.
00.1 גרם של אבקת ננו-חלקיקים נשקלה לתוך של 250 מ"ל שהכילה כמה טיפות של מים שעברו דה-יוניזציה (DI). לאחר מכן עורבבו הננו-חלקיקים עם מרית נירוסטה, והכוס מולאה עד 200 מ"ל במי DI, עורבבה, ואז עברה אולטרסאונד במשך 60 שניות באמפליטודה של 90% עם זו של היילשר UP200S מעבד קולי, המניב השעיית מלאי של 0.5 גרם/ליטר. כל מתלי המלאי נשמרו ליומיים לכל היותר בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס.
המלצת המכשיר:
UP200S או UP200ST
חומר עזר / עבודת מחקר:
Petosa, A. R. (2013): הובלה, שיקוע וצבירה של חלקיקי תחמוצת מתכת במדיה נקבובית גרגירית רוויה: תפקיד הכימיה של המים, משטח האספן וציפוי החלקיקים. דיסרטציה אוניברסיטת מקגיל מונטריאול, קוויבק, קנדה 2013. 111-153.
לחץ כאן כדי ללמוד עוד על פיזור קולי של חלקיקי ננו!

מגנטיט ננו-חלקיקים משקעים

יישום קולי:
המגנטיט (Fe₃O₄) ננו-חלקיקים מיוצרים על ידי משקעים משותפים של תמיסה מימית של ברזל(III)כלוריד הקסהידראט וברזל (II)סולפט הפטהידראט עם יחס מולארי של Fe3+/Fe2+ = 2:1. תמיסת הברזל מואצת עם אמוניום הידרוקסיד מרוכז ונתרן הידרוקסידי בהתאמה. תגובת המשקעים מתבצעת תחת קרינה קולית, המזינה את המגיבים דרך אזור הקאוויאטציה בתא הכור הקולי. על מנת למנוע שיפוע pH, יש לשאוב את המשקע בעודף. התפלגות גודל החלקיקים של מגנטיט נמדדה באמצעות ספקטרוסקופיית מתאם פוטונים. הערבוב המושרה באולטרסאונד מקטין את גודל החלקיקים הממוצע מ-12-14 ננומטר לכ-5-6 ננומטר.
המלצת המכשיר:
UIP1000hd עם כור תאי זרימה
חומר עזר / עבודת מחקר:
בנרט, ט'; הורסט, ג'; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. כרזה שהוצגה בכנס השנתי של GVC 2004.
בנרט, ט'; ברנר, ג'; Peuker, U. A. (2006): פרמטרים תפעוליים של כור משקעים סונו-כימי רציף. סעיף 5. WCPT, אורלנדו, פלורידה, 23.-27. אפריל 2006.
לחץ כאן כדי ללמוד עוד על משקעים קוליים!

אבקות ניקל

יישום קולי:
הכנת תרחיף של אבקות Ni עם פוליאלקטרוליט ברמת pH בסיסית (למניעת המסה ולקידום התפתחות מינים מועשרים ב-NiO על פני השטח), פוליאלקטרוליט על בסיס אקריליק וטטרמתילאמוניום הידרוקסיד (TMAH).
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
מורה, מ.; לניקוב, ו'; אמוודה, ח'; אנגורל, ל 'א'; דה לה פואנטה, ג 'פ'; בונה, מ. ט.; ראש העיר, ג'; אנדרס, ג 'יי מ'; Sanchez-Herencia, J. (2009): ייצור ציפויי מוליך-על על אריחי קרמיקה מבניים. מוליכות-על יישומית 19/3, 2009. 3041-3044.

PBS – סינתזת ננו-חלקיקי עופרת גופרתית

יישום קולי:
בטמפרטורת החדר, 0.151 גרם עופרת אצטט (Pb(CH3COO)2.3H2O) ו-0.03 גרם TAA (CH3CSNH2) נוספו ל-5 מ"ל של הנוזל היוני, [EMIM] [EtSO4], ו-15 מ"ל מים מזוקקים כפול בכד 50 מ"ל המוטל על קרינה על-קולית באמצעות UP200S למשך 7 דקות. קצה הבדיקה העל-קולית / סונוטרודה S1 היה שקוע ישירות בתמיסת התגובה. המתלה שנוצר בצבע חום כהה היה צנטריפוגה כדי להוציא את המשקע ונשטף פעמיים עם מים מזוקקים כפול ואתנול בהתאמה כדי להסיר את המגיבים שלא הגיבו. כדי לחקור את השפעת האולטרסאונד על תכונות המוצרים, הוכן מדגם השוואתי נוסף, תוך שמירה על פרמטרי התגובה קבועים, למעט העובדה שהמוצר מוכן בערבוב מתמשך במשך 24 שעות ללא סיוע של קרינה קולית.
סינתזה בסיוע אולטראסוני בנוזל יוני מימי בטמפרטורת החדר הוצעה להכנת ננו-חלקיקי PbS. שיטה ירוקה שפירה זו בטמפרטורת החדר ובסביבה היא מהירה ונטולת תבניות, מה שמקצר את זמן הסינתזה באופן ניכר ומונע את ההליכים הסינתטיים המסובכים. הננו-צבירים המוכנים מראים שינוי כחול עצום של 3.86 eV שניתן לייחס לגודל קטן מאוד של חלקיקים ולאפקט הכליאה הקוונטית.
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
Behboudnia, M.; חביבי-יאנגג'ה, א'; ג'עפרי-טרזנאג, י'; Khodayari, A. (2008): הכנת פנים וטמפרטורת החדר ואפיון ננו-חלקיקים PbS בנוזל יוני מימי [EMIM] [EtSO4] באמצעות קרינה קולית. עלון האגודה הקוריאנית לכימיה 29/1, 2008. 53-56.

ננו-צינוריות מטוהרות

יישום קולי:
הננו-צינוריות המטוהרות הושעו אז ב-1,2-dichloroethane (DCE) על ידי סוניקציה עם מכשיר אולטרסאונד בעוצמה גבוהה UP400S, 400 ואט, 24 קילוהרץ) במצב פולסים (מחזורים) לקבלת מתלים בצבע שחור. צרורות של ננו-צינוריות מצטברות הוסרו לאחר מכן בשלב צנטריפוגה למשך 5 דקות ב-5000 סל"ד.
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
Witte, P. (2008): פולרנים אמפיפיליים ליישומים ביו-רפואיים ואופטו-אלקטרוניים. דיסרטציה פרידריך אלכסנדר-אוניברסיטאט ארלנגן-נירנברג 2008.

SAN/CNT מרוכבים

יישום קולי:
כדי לפזר CNT במטריצת SAN, נעשה שימוש ב- Hielscher UIS250V עם סונוטרודה לסוניקציה מסוג בדיקה. ה-CNT הראשונים פוזרו ב-50 מ"ל מים מזוקקים על ידי סוניקציה במשך כ-30 דקות. כדי לייצב את הפתרון, SDS נוסף ביחס של ~1% מהפתרון. לאחר מכן הפיזור המימי המתקבל של CNT שולב עם המתלה הפולימרי ועורבב במשך 30 דקות עם התסיסה המכנית Heidolph RZR 2051, ולאחר מכן סוניק שוב ושוב במשך 30 דקות. לצורך ניתוח, פיזור SAN שהכיל ריכוזים שונים של CNT נוצק בצורת טפלון וייובש בטמפרטורת הסביבה במשך 3-4 ימים.
המלצת המכשיר:
UIS250v
חומר עזר / עבודת מחקר:
ביטניקס, י'; מרי, ר. מ.; זיקנים, י'; מקסימובס, ר'; וסילה, ג; Musteata, V. E. (2012): סטירן-אקרילט/פחמן ננו-צינוריות ננו-מרוכבות: תכונות מכניות, תרמיות וחשמליות. בתוך: פרוטוקול האקדמיה האסטונית למדעים 61/3, 2012. 172–177.

סיליקון קרביד (SiC) nanopowder

יישום קולי:
ננו-אבקה של סיליקון קרביד (SiC) פורקה והופצה בתמיסת טטרה-הידרופוראן של הצבע באמצעות Hielscher UP200S מעבד אולטראסוני בהספק גבוה, הפועל בצפיפות הספק אקוסטית של 80 W/cm². SiC deagglomeration בוצע בתחילה ממס טהור עם קצת דטרגנט, ולאחר מכן חלקים של הצבע נוספו לאחר מכן. התהליך כולו ארך 30 דקות ו-60 דקות במקרה של דוגמאות שהוכנו לציפוי טבילה והדפסת משי, בהתאמה. קירור הולם של התערובת סופק במהלך אולטרה-סאונד כדי למנוע רתיחה ממס. לאחר ultrasonication, tetrahydrofurane התאדה מאייד סיבובי ואת hardener נוסף לתערובת כדי לקבל צמיגות מתאימה להדפסה. ריכוז SiC בהרכב שהתקבל היה 3% wt בדגימות שהוכנו לציפוי טבילה. עבור הדפסת מסך משי, הוכנו שתי קבוצות של דגימות, עם תוכן SiC של 1 – 3% WT עבור בדיקות שחיקה וחיכוך ראשוניות ו-1.6 – 2.4% WT לכוונון עדין של החומרים המרוכבים על בסיס תוצאות בדיקות שחיקה וחיכוך.
המלצת המכשיר:
UP200S
חומר עזר / עבודת מחקר:
צ'ליחובסקי ג'; פסארסקי מ.; Wiśniewski M. (2009): מותחן חוטים אלסטיים עם תבנית ננו-מרוכבת אנטי-שחיקה לא רציפה. סיבי & טקסטיל במזרח אירופה 17/1, 2009. 91-96.

SWNT ננו-צינוריות פחמן בעלות דופן אחת

יישום קולי:
סינתזה סונוכימית: 10 מ"ג SWNT ו-30 מ"ל תמיסת 2% MCB 10 מ"ג SWNT ו-30 מ"ל תמיסת 2% MCB, UP400S עוצמת סוניקציה: 300 W/cm2, משך סוניקציה: 5h
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
קושיו, א'; יודסקה, מ.; ג'אנג, מ.; Iijima, S. (2001): דרך פשוטה להגיב כימית ננו-צינוריות פחמן חד-דופן עם חומרים אורגניים באמצעות אולטרה-סוניקציה. ננו מכתבים 1/7, 2001. 361–363.

SWCNTs מגולגלים

יישום קולי:
25 מ"ג של SWCNTs תיולטים (2.1 mmol פחמן) היו מרחפים ב 50 מ"ל של מים deionized באמצעות מעבד אולטרסאונד 400W (UP400S). לאחר מכן ההשעיה ניתנה לתמיסת Au(NP) טרייה שהוכנה והתערובת עורבבה במשך שעה אחת. Au(NP)-SWCNTs הופקו על ידי מיקרו-סינון (חנקת תאית) ונשטפו ביסודיות במים נטולי יונים. התסנין היה בצבע אדום, שכן Au(NP) הקטן (קוטר ממוצע ≈ 13 ננומטר) יכול היה לעבור ביעילות את קרום המסנן (גודל נקבוביות 0.2μm).
המלצת המכשיר:
UP400S
חומר עזר / עבודת מחקר:
יונג, א. (2007): חומרים פונקציונליים המבוססים על ננו-צינוריות פחמן. דיסרטציה פרידריך אלכסנדר-אוניברסיטאט ארלנגן-נירנברג 2007.

טיו₂ / פרלייט מרוכב

יישום קולי:
החומרים המרוכבים TiO2 / perlite הוכנו. בתחילה, 5 מ"ל טיטניום איזופרופוקסיד (TIPO), אולדריץ' 97%, הומס באתנול 40 מ"ל, קרלו ארבה, וערבב במשך 30 דקות. לאחר מכן, הוסיפו 5 גרם פרלייט והפיזור עורבב במשך 60 דקות. התערובת עברה הומוגניות נוספת באמצעות הסוניקטור קצה האולטרסאונד UIP1000hd. קלט אנרגיה כולל של 1 Wh הוחל על זמן סוניקציה במשך 2 דקות. לבסוף, slurry היה מדולל עם אתנול כדי לקבל 100 מ"ל השעיה ואת הנוזל שהתקבל היה מועמד כמו פתרון מבשר (PS). PS מוכן היה מוכן לעיבוד באמצעות מערכת פירוליזה תרסיס להבה.
המלצת המכשיר:
UIP1000hd
חומר עזר / עבודת מחקר:
ג'יאנורי, מ.; קלמפליקי, ת'; טודורובה, נ'; Giannakopoulou,T.; בוקוס, נ'; פטראקיס, ד'; וימאקיס, ט'; Trapalis, C. (2013): סינתזה חד-שלבית של מרוכבים TiO2/Perlite על ידי פירוליזה של תרסיס להבה והתנהגותם הפוטוקטליטית. כתב העת הבינלאומי של Photoenergy 2013.

אולטרסאונד רב עוצמה המשולב לנוזלים מייצר קוויטציה אינטנסיבית. ההשפעות הקוויטציוניות הקיצוניות יוצרות תרחיפים אבקתיים עדינים עם גדלים של חלקיקים בטווח התת-מיקרוני והננו. יתר על כן, שטח הפנים של החלקיקים מופעל. לפגיעות מיקרו-סילון וגלי הלם ולהתנגשויות בין חלקיקים יש השפעות משמעותיות על ההרכב הכימי והמורפולוגיה הפיזיקלית של מוצקים, שיכולות לשפר באופן דרמטי את התגובתיות הכימית הן של פולימרים אורגניים והן של מוצקים אנאורגניים.

“התנאים הקיצוניים בתוך בועות קורסות מייצרים מינים תגובתיים מאוד שניתן להשתמש בהם למטרות שונות, למשל, התחלת פילמור ללא תוספת יוזמים. כדוגמה נוספת, הפירוק הסונוכימי של מבשרי אורגנומטליים נדיפים בממסים בעלי נקודת רתיחה גבוהה מייצר חומרים ננו-מבניים בצורות שונות בעלי פעילות קטליטית גבוהה. מתכות ננו-מבניות, סגסוגות, קרבידים וסולפידים, קולואידים ננומטריים וזרזים נתמכים ננומטריים יכולים כולם להיות מוכנים על ידי מסלול כללי זה.”

[Suslick/ מחיר 1999: 323]

ספרות/מקורות

• סוסליק, ק. ס.; פרייס, ג 'יי (1999): יישומים של אולטרסאונד לכימיה של חומרים. ענו. הכומר מאטר. ס"ח תשנ"ט, 1999. 295-326.
• אדם ק. בודניאק, ניאל א. קילילאה, שמעון זלבסקי, מיכאילו סיטניק, ירון קאופמן, ירון אמויאל, רוברט קודרוביץ, וולפגנג הייס, אפרת ליפשיץ (2020): CrPS4 עם מוליכות אור מבטיחה. כרך קטן 16, גיליון1. 9 בינואר, 2020.
• בראד זייגר; קנת ס. סוסליק (2011): סונופרגמנטציה של גבישים מולקולריים. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): השפעה תרמית וקולית בהיווצרות ביו-קרמיקה הידרוקסיאפטיט בקנה מידה ננומטרי. Int J ננו-רפואה. 2011; 6: 2083–2095.