बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब – Sonication का उपयोग कर Exfoliated और dispersed

अल्ट्रासोनिकेशन सफलतापूर्वक बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब (बीएनएनटी) के प्रसंस्करण और फैलाव पर लागू होता है। उच्च तीव्रता वाले सोनिकेशन विभिन्न समाधानों में सजातीय डिटैंगलिंग और वितरण प्रदान करता है और इस तरह बीएनएनटी को समाधान और मैट्रिक्स में शामिल करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रसंस्करण तकनीक है।

बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब की अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण

बोरॉन नाइट्राइड नैनोट्यूब (बीएनएनटी) या बोरान नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर (बीएनएन) जैसे नैनोशीट्स और नैनोरिबन को तरल समाधान या बहुलक मैट्रिसेस में शामिल करने के लिए, एक कुशल और विश्वसनीय फैलाव तकनीक की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक फैलाव उच्च दक्षता के साथ बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब और बोरान नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर को एक्सफोलिएट, डिटैंगल, फैलाव और कार्यात्मक बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड (यानी ऊर्जा, आयाम, समय, तापमान, और दबाव) के ठीक नियंत्रणीय प्रसंस्करण पैरामीटर व्यक्तिगत रूप से लक्षित प्रक्रिया लक्ष्य के लिए प्रसंस्करण स्थितियों को समायोजित करने की अनुमति देते हैं। इसका मतलब है कि अल्ट्रासोनिक तीव्रता को विशिष्ट सूत्रीकरण (बीएनएनटी की गुणवत्ता, विलायक, ठोस-तरल एकाग्रता आदि) के संबंध में समायोजित किया जा सकता है, जिससे इष्टतम परिणाम प्राप्त होते हैं।

अल्ट्रासोनिक बीएनएनटी और बीएनएन प्रसंस्करण के अनुप्रयोग दो-आयामी बोरॉन नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर (2 डी-बीएनएन) के सजातीय फैलाव से लेकर मोनो-लेयर हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड के उनके कार्यात्मककरण और रासायनिक छूटना तक पूरी श्रृंखला को कवर करते हैं। नीचे, हम अल्ट्रासोनिक फैलाव, छूटना, और BNNTs और BNN के कार्यात्मककरण पर विवरण प्रस्तुत करते हैं।

बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब का अल्ट्रासोनिक फैलाव

जब बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब (बीएनएनटी) का उपयोग पॉलिमर को सुदृढ़ करने या नई सामग्री को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, तो मैट्रिक्स में एक समान और विश्वसनीय फैलाव की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों का व्यापक रूप से नैनो सामग्री जैसे सीएनटी, धातु नैनोकणों, कोर-शेल कणों और अन्य प्रकार के नैनो कणों को दूसरे चरण में फैलाने के लिए उपयोग किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक फैलाव को इथेनॉल, पीवीपी इथेनॉल, TX100 इथेनॉल के साथ-साथ विभिन्न पॉलिमर (जैसे पॉलीयुरेथेन) सहित जलीय और गैर-जलीय समाधानों में समान रूप से बीएनएनटी को अलग करने और वितरित करने के लिए सफलतापूर्वक लागू किया गया है।
अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार बीएनएनटी फैलाव को स्थिर करने के लिए एक आम इस्तेमाल किया जाने वाला सर्फेक्टेंट 1% wt सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) समाधान है। उदाहरण के लिए, 5 मिलीग्राम बीएनटी अल्ट्रासोनिक रूप से 1% wt के 5 एमएल के साथ एक शीशी में फैले हुए हैं। एसडीएस समाधान एक अल्ट्रासोनिक जांच-प्रकार फैलाने वाले जैसे UP200St (26kHz, 200W).

अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके बीएनएनटी का जलीय फैलाव

उनके मजबूत वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन और हाइड्रोफोबिक सतह के कारण, बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब पानी आधारित समाधानों में खराब रूप से फैलाने योग्य हैं। इन समस्याओं को हल करने के लिए, जियोन एट अल (2019) ने प्लुरोनिक P85 और F127 का उपयोग किया, जिसमें सोनिकेशन के तहत BNNT को कार्यात्मक बनाने के लिए हाइड्रोफिलिक समूह और हाइड्रोफोबिक समूह दोनों हैं।

Sonication का उपयोग कर बोरान नाइट्राइड नैनोशीट्स के Surfactant-मुक्त छूटना

लिन एट अल (2011) हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड (एच-बीएन) के छूटना और फैलाव की एक साफ विधि प्रस्तुत करते हैं। हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड को पारंपरिक रूप से पानी में अघुलनशील माना जाता है। हालांकि, वे यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि पानी अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके स्तरित एच-बीएन संरचनाओं को एक्सफोलिएट करने के लिए प्रभावी है, जिससे सर्फेक्टेंट या कार्बनिक कार्यात्मकता के उपयोग के बिना एच-बीएन नैनोशीट्स के "स्वच्छ" जलीय फैलाव बनते हैं। इस अल्ट्रासोनिक छूटना प्रक्रिया ने कुछ-स्तरित एच-बीएन नैनोशीट्स के साथ-साथ मोनोलेयर्ड नैनोशीट और नैनोरिबन प्रजातियों का उत्पादन किया। अधिकांश नैनोशीट्स कम पार्श्व आकार के थे, जिन्हें सोनिकेशन-असिस्टेड हाइड्रोलिसिस (अमोनिया परीक्षण और स्पेक्ट्रोस्कोपी परिणामों द्वारा पुष्टि) द्वारा प्रेरित माता-पिता एच-बीएन शीट के काटने के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। अल्ट्रासोनिक रूप से प्रेरित हाइड्रोलिसिस ने विलायक के ध्रुवीयता प्रभाव की सहायता में एच-बीएन नैनोशीट्स के छूटना को भी बढ़ावा दिया। इन "स्वच्छ" जलीय फैलाव में एच-बीएन नैनोशीट्स ने अपनी भौतिक विशेषताओं को बनाए रखते हुए समाधान विधियों के माध्यम से अच्छी प्रक्रियात्मकता का प्रदर्शन किया। पानी में बिखरे हुए एच-बीएन नैनोशीट्स ने फेरिटिन जैसे प्रोटीन के प्रति मजबूत आत्मीयता का प्रदर्शन किया, यह सुझाव देते हुए कि नैनोशीट सतह आगे जैव-संयुग्मन के लिए उपलब्ध थीं।

अल्ट्रासोनिक कैविटेशन और कतरनी बलों का उपयोग करके सोनो-मैकेनिकल फैलाव विधि एक विशुद्ध रूप से भौतिक सम्मिश्रण दृष्टिकोण है, जो बीएनएनटी को डिबंडलिंग करने और व्यक्तिगत बीएनएनटी को स्थिर करने में सक्षम साबित हुई है, जबकि उनकी अखंडता और आंतरिक गुणों को बनाए रखा गया है। उपयुक्त अल्ट्रासोनिक ऊर्जा (Ws/mL), यानी समायोजित आयाम और सोनीशन अवधि लागू करना, अल्ट्रासोनिक फैलाव BNNTS को समान रूप से अलग और तितर-बितर कर सकता है। उच्च आयाम और लंबे समय तक सोनिकेशन लागू किया जा सकता है यदि बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब की लंबाई कम होनी चाहिए। अगले भाग में अल्ट्रासोनिक आकार में कमी और बीएनएनटी की लंबाई काटने के बारे में और पढ़ें।

अल्ट्रासोनिक आकार में कमी और बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब की कटौती

The length of boron nitride nanotubes plays a crucial role when it comes to the subsequent processing of BNNTs into polymers and other functionalized materials. Therefore it is an important fact that sonication of the BNNTs in solvent could not only separate BNNTs individually, but also shorten the bamboo structured BNNTs under controlled conditions. The shortened BNNTs have a much lower chance of bundling during composite preparation.Lee at al. (2012) demonstrated that the lengths of functionalized BNNTs can be efficiently shortened from >10µm to ∼500nm by ultrasonication. Their experiments suggest that effective ultrasonic dispersion of BNNT in solution is necessary for such cutting of BNNT size reduction and cutting.

BNNT प्रसंस्करण के लिए उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर की स्मार्ट सुविधाओं को विश्वसनीय संचालन, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम और उपयोगकर्ता-मित्रता की गारंटी देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। परिचालन सेटिंग्स को सहज मेनू के माध्यम से आसानी से एक्सेस और डायल किया जा सकता है, जिसे डिजिटल कलर टच-डिस्प्ले और ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है। इसलिए, शुद्ध ऊर्जा, कुल ऊर्जा, आयाम, समय, दबाव और तापमान जैसी सभी प्रसंस्करण स्थितियां स्वचालित रूप से एक अंतर्निहित एसडी-कार्ड पर दर्ज की जाती हैं। यह आपको पिछले सोनीशन रन को संशोधित करने और तुलना करने और उच्चतम दक्षता के लिए बोरॉन नाइट्राइड नैनोट्यूब और नैनोमैटेरियल्स की छूटना और फैलाव प्रक्रिया को अनुकूलित करने की अनुमति देता है।
Hielscher Ultrasonics सिस्टम उच्च गुणवत्ता वाले BNNTs के निर्माण के लिए दुनिया भर में उपयोग किया जाता है। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर आसानी से निरंतर संचालन (24/7/365) में उच्च आयाम चला सकते हैं। 200μm तक के आयाम आसानी से मानक sonotrodes (अल्ट्रासोनिक जांच / सींग) के साथ लगातार उत्पन्न किया जा सकता है। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। उनकी मजबूती और कम रखरखाव के कारण, हमारे अल्ट्रासोनिक छूटना और फैलाव प्रणाली आमतौर पर भारी शुल्क अनुप्रयोगों और मांग वाले वातावरण में स्थापित की जाती हैं।
Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयाम आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं।
बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब के फैलाव और छूटना के साथ-साथ सीएनटी और ग्राफीन के लिए Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर पहले से ही वाणिज्यिक पैमाने पर दुनिया भर में स्थापित हैं। अपनी BNNT निर्माण प्रक्रिया पर चर्चा करने के लिए अभी हमसे संपर्क करें! हमारे अच्छी तरह से अनुभवी कर्मचारी छूटना प्रक्रिया, अल्ट्रासोनिक सिस्टम और मूल्य निर्धारण के बारे में अधिक जानकारी साझा करने में प्रसन्न होंगे!
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: