बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब – सोनीशन का उपयोग करके एक्सफोलिएटेड और फैलाया गया

अल्ट्रासोनिकेशन को बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) के प्रसंस्करण और फैलाव पर सफलतापूर्वक लागू किया जाता है। उच्च तीव्रता वाले सोनीशन विभिन्न समाधानों में सजातीय डिटंगलिंग और वितरण प्रदान करता है और इस प्रकार BNNTs को समाधान और मैट्रिस में शामिल करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रसंस्करण तकनीक है।

बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब का अल्ट्रासोनिक प्रोसेसिंग

बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) या बोरोन नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर (BNNs) जैसे नैनोशीट और नैनोरिबन को तरल समाधान या पॉलीमेरिक मैट्रिस में शामिल करने के लिए, एक कुशल और विश्वसनीय फैलाव तकनीक की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक फैलाव उच्च दक्षता के साथ बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब और बोरोन नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर को छूटने, डीटंगल, तितर-बितर करने और कार्यात्मक बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड (यानी ऊर्जा, आयाम, समय, तापमान और दबाव) के सटीक नियंत्रणीय प्रसंस्करण पैरामीटर व्यक्तिगत रूप से प्रसंस्करण शर्तों को लक्षित प्रक्रिया लक्ष्य में समायोजित करने की अनुमति देते हैं। इसका मतलब है कि अल्ट्रासोनिक तीव्रता को विशिष्ट निर्माण (BNNTs की गुणवत्ता, विलायक, ठोस-तरल एकाग्रता आदि) के संबंध में समायोजित किया जा सकता है, जिससे इष्टतम परिणाम प्राप्त होते हैं।

बोरॉन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) sonication का उपयोग करके संश्लेषित किया जा सकता है

बोरोन नाइट्राइड नैनोकप को संश्लेषित करने के लिए अल्ट्रासोनिक मार्ग
(अध्ययन और ग्राफिक: यू एट अल 2012)

अल्ट्रासोनिक बीएनएनटी और बीएनएन प्रसंस्करण के अनुप्रयोगों में दो-आयामी बोरोन नाइट्राइड नैनोस्ट्रक्चर (2D-BNNs) के सजातीय फैलाव से लेकर मोनो-लेयर हेक्सागोनल बोरोन नाइट्राइड के उनके कार्यात्मकीकरण और रासायनिक एक्सफोलिएशन तक पूरी रेंज को कवर किया गया है। नीचे, हम बीएनएनटीएस और बीएनएन के अल्ट्रासोनिक फैलाव, छूट और कार्यात्मकता के बारे में विवरण प्रस्तुत करते हैं।

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बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब के फैलाव Hielscher Ultrasonics से उच्च तीव्रता ultrasonicators का उपयोग कर

अल्ट्रासोनिक फैलाव की स्थापना (2x UIP1000hdT) औद्योगिक पैमाने पर बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब प्रसंस्करण के लिए

बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब का अल्ट्रासोनिक फैलाव

जब बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) का उपयोग पॉलीमर को मजबूत करने या नई सामग्रियों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, तो मैट्रिक्स में एक समान और विश्वसनीय फैलाव की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक इंटरहर्षकों का व्यापक रूप से उपयोग नैनो सामग्रियों जैसे सीएनटी, धातु नैनोकणों, कोर-शेल कणों और अन्य प्रकार के नैनो कणों को दूसरे चरण में फैलाने के लिए किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक फैलाव को सफलतापूर्वक इथेनॉल, पीवीपी इथेनॉल, TX100 इथेनॉल (जैसे पॉलीयूरेथेन) सहित जलीय और गैर-जलीय समाधानों में समान रूप से BNNTs को डीटंगल और वितरित करने के लिए लागू किया गया है।
अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार बीएनटी फैलाव को स्थिर करने के लिए एक आम उपयोग किया जाने वाला सर्फेक्टेंट 1% wt सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) समाधान है। उदाहरण के लिए, 5 मिलीग्राम बीएनएनटी को अल्ट्रासोनिक रूप से 1% wt. SDS समाधान के 5 एमएल के साथ एक शीशी में फैलाया जाता है जैसे कि अल्ट्रासोनिक प्रोब-प्रकार फैलाया जाता है। UP200St (26kHz, 200W)

अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर BNNTs के जलीय फैलाव

उनके मजबूत वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन और हाइड्रोफोबिक सतह के कारण, बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब पानी आधारित समाधानों में खराब फैलाव वाले हैं। इन समस्याओं को हल करने के लिए, जीन एट अल (2019) ने प्लेरोनिक पी85 और एफ 127 का उपयोग किया, जिसमें सोनीशन के तहत बीएनएनटी को कार्यात्मक बनाने के लिए हाइड्रोफिलिक समूह और हाइड्रोफोबिक समूह दोनों हैं।

लंबाई में कमी और उच्च तीव्रता ultrasonication द्वारा बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) की काटने

विभिन्न सोनीशन अवधियों के बाद कम बीएनएनटी की एसईएम छवियां। जैसा कि दिखाया गया है, संचयी सोनीफिकेशन अवधि में वृद्धि के साथ इन बीएनएनटी की लंबाई कम हो जाती है।
(अध्ययन और चित्र: ली एट अल २०१२)

सोनीशन का उपयोग करके बोरोन नाइट्राइड नैनोशीट्स का सर्फेक्टेंट-फ्री एक्सफोलिएशन

लिन एट अल ( 2011) हेक्सागोनल बोरोन नाइट्राइड (एच-बीएन) के एक्सफोलिएशन और फैलाव की एक साफ विधि पेश करते हैं। हेक्सागोनल बोरोन 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 छूटना प्रभावी है, जो सर्फेक्टेंट या कार्बनिक कार्यात्मकता के उपयोग के बिना एच-बीएन नैनोशीट के "स्वच्छ" जलीय फैलाव बनाते हैं। इस अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन प्रक्रिया ने कुछ स्तरित एच-बीएन नैनोशीट के साथ-साथ मोनोलेयर्ड नैनोशीट और नैनोरिबन प्रजातियों का उत्पादन किया। अधिकांश नैनोशीट कम पार्श्व आकार के थे, जिन्हें सोनीसेशन-असिस्टेड हाइड्रोलिसिस (अमोनिया परीक्षण और स्पेक्ट्रोस्कोपी परिणामों द्वारा पुष्ट) द्वारा प्रेरित माता-पिता एच-बीएन शीट्स को काटने के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। अल्ट्रासोनिक रूप से प्रेरित हाइड्रोलिसिस ने सॉल्वेंट के ध्रुवीकरण प्रभाव की सहायता में एच-बीएन नैनोशीट्स के एक्सफोलिएशन को भी बढ़ावा दिया । इन "स्वच्छ" जलीय फैलाव में एच-बीएन नैनोशीट ने अपनी शारीरिक विशेषताओं को बनाए रखने के समाधान विधियों के माध्यम से अच्छी प्रक्रियाशीलता का प्रदर्शन किया। पानी में फैले एच-बीएन नैनोशीट्स ने भी फेरिटिन जैसे प्रोटीन के प्रति मजबूत आत्मीयता का प्रदर्शन किया, जिससे यह सुझाव मिलता है कि नैनोशीट सतहों को आगे जैव-conjugations के लिए उपलब्ध थे ।

Ultrasonicator UP200St (200W) surfactant के रूप में 1% wt Tween80 का उपयोग कर पानी में कार्बन काले dispersing।

अल्ट्रासोनिक फैलाव कार्बन ब्लैक ultrasonicator UP200St का उपयोग कर

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अल्ट्रासोनिक कैविटेशन और कतरनी बलों का उपयोग करके सोनो-यांत्रिक फैलाव विधि एक विशुद्ध रूप से भौतिक सम्मिश्रण दृष्टिकोण है, जो BNNTs को खारिज करने और व्यक्तिगत BNNTs को स्थिर करने में सक्षम साबित हुआ है, जबकि उनकी अखंडता और आंतरिक गुणों को बनाए रखते हैं। उपयुक्त अल्ट्रासोनिक ऊर्जा (डब्ल्यूएस/एमएल), यानी समायोजित आयाम और सोनीशन अवधि को लागू करना, अल्ट्रासोनिक फैलाव BNNTS को समान रूप से फैला सकता है और फैलाया जा सकता है। यदि बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब की लंबाई कम की जानी चाहिए तो उच्च आयाम और लंबे समय तक सोनीशन लागू किया जा सकता है। अगले खंड में बीएनएनटी के अल्ट्रासोनिक आकार में कमी और लंबाई काटने के बारे में अधिक पढ़ें।

अल्ट्रासोनिक आकार में कमी और बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब की कटिंग

जब बीएनएनटी के बाद के प्रसंस्करण की बात आती है तो बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब की लंबाई एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसलिए यह एक महत्वपूर्ण तथ्य है कि सॉल्वेंट में बीएनएनटी का सोनीशन न केवल व्यक्तिगत रूप से BNNTs को अलग कर सकता है, बल्कि नियंत्रित परिस्थितियों में बांस संरचित BNNTs को भी छोटा कर सकता है । छोटा BNNTs समग्र तैयारी के दौरान बंडलिंग की एक बहुत कम संभावना है । अल में ली (2012) ने प्रदर्शन किया कि कार्यात्मक BNNTs की लंबाई को अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा >10μm से ∼500एनएम तक कुशलतापूर्वक छोटा किया जा सकता है। उनके प्रयोगों से पता चलता है कि बीएनएनटी आकार में कमी और कटिंग के इस तरह के काटने के लिए समाधान में बीएनएनटी का प्रभावी अल्ट्रासोनिक फैलाव आवश्यक है ।

बोरॉन नाइट्राइड नैनोट्यूब को कुशलतापूर्वक फैलाया जा सकता है और उच्च तीव्रता वाले ultrasonication का उपयोग करके लंबाई में कम किया जा सकता है

(ग) पानी में अच्छी तरह से फैला हुआ mPEG-DSPE/BNNTs (सोनीफिकेशन के 2 घंटे के बाद) । (घ) एक MPEG-DSPE अणु द्वारा कार्यात्मक BNNT के योजनाबद्ध प्रतिनिधि
(अध्ययन और चित्र: ली एट अल २०१२)

अल्ट्रासोनिक फैलाव एक अच्छी तरह से स्थापित तकनीक को तितर-बितर करने और बाहर बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब है।

अल्ट्रासोनिक homogenizer UP400St बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) के फैलाव के लिए

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बीएनएनटी प्रोसेसिंग के लिए हाई-परफॉर्मेंस अल्ट्रासोनिकेटर्स

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर की स्मार्ट विशेषताओं को विश्वसनीय संचालन, प्रजनन योग्य परिणामों और उपयोगकर्ता-मित्रता की गारंटी देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऑपरेशनल 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 निर्मित एसडी-कार्ड पर दर्ज की जाती हैं। यह आपको पिछले सोनीशन रन को संशोधित और तुलना करने और बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब और नैनोमैटेरियल्स की एक्सफोलिएशन और फैलाव प्रक्रिया को उच्चतम दक्षता में अनुकूलित करने की अनुमति देता है।
उच्च गुणवत्ता वाले बीएनएनटी के निर्माण के लिए दुनिया भर में हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स सिस्टम का उपयोग किया जाता है। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर निरंतर संचालन (24/7/365) में उच्च आयाम आसानी से चला सकते हैं। 200μm तक के आयामों को मानक सोनोटरोड (अल्ट्रासोनिक प्रोब/सींग) के साथ आसानी से लगातार उत्पन्न किया जा सकता है। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोटरोड उपलब्ध हैं। उनकी मजबूती और कम रखरखाव के कारण, हमारे अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन और फैलाव प्रणाली आमतौर पर भारी शुल्क अनुप्रयोगों और मांग वातावरण में स्थापित किए जाते हैं।
Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयामों को 24/7 ऑपरेशन में आसानी से लगातार चलाया जा सकता है। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोटरोड उपलब्ध हैं।
बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब के साथ-साथ सीएनटी और ग्राफीन के फैलाव और एक्सफोलिएशन के लिए हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर पहले से ही वाणिज्यिक पैमाने पर दुनिया भर में स्थापित हैं। अपने BNNT विनिर्माण प्रक्रिया पर चर्चा करने के लिए अब हमसे संपर्क करें! हमारे अच्छी तरह से अनुभवी कर्मचारियों को छूटना प्रक्रिया, अल्ट्रासोनिक सिस्टम और मूल्य निर्धारण के बारे में अधिक जानकारी साझा करने के लिए खुशी होगी!
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

बैच वॉल्यूम प्रवाह की दर अनुशंसित उपकरणों
1 से 500 एमएल 10 से 200 मील / मिनट UP100H
10 से 2000 मील 20 से 400 एमएल / मिनट UP200Ht, UP400St
0.1 से 20 एल 0.2 से 4 एल / मिनट UIP2000hdT
10 से 100 एल 2 से 10 एल / मिनट UIP4000hdT
एन.ए. 10 से 100 एल / मिनट UIP16000
एन.ए. बड़ा के समूह UIP16000

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कृपया अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर, अनुप्रयोगों और कीमत के बारे में अतिरिक्त जानकारी का अनुरोध करने के लिए नीचे दिए गए फॉर्म का उपयोग करें। हम आपके साथ आपकी प्रक्रिया पर चर्चा करने और आपकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक अल्ट्रासोनिक सिस्टम पेश करने के लिए खुश होंगे!









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अल्ट्रासोनिक उच्च कतरनी homogenizers प्रयोगशाला, बेंच शीर्ष, पायलट और औद्योगिक प्रसंस्करण में उपयोग किया जाता है।

Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक समरूपता का निर्माण करता है ।



साहित्य/संदर्भ

जानने के योग्य तथ्य

बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब और नैनोमैटेरियल्स

बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब एक षट्कोणीय नेटवर्क में व्यवस्थित बोरोन और नाइट्रोजन परमाणुओं के इकट्ठे एक अद्वितीय परमाणु संरचना प्रदान करते हैं। यह संरचना बीएनएनटी को कई उत्कृष्ट आंतरिक गुण देती है जैसे कि बेहतर यांत्रिक शक्ति, उच्च थर्मल चालकता, विद्युत रूप से इन्सुलेट व्यवहार, पीजोइलेक्ट्रिक संपत्ति, न्यूट्रॉन परिरक्षण क्षमता, और ऑक्सीकरण प्रतिरोध। 5 ईवी बैंड गैप को ट्रांसवर्स इलेक्ट्रिक फील्ड्स का इस्तेमाल करके भी ट्यून किया जा सकता है, जो बीएनएनटी को इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेज के लिए दिलचस्प बनाते हैं । इसके अतिरिक्त, BNNTs में 800 डिग्री सेल्सियस तक उच्च ऑक्सीकरण प्रतिरोध है, उत्कृष्ट पीजोइलेक्ट्रिसिटी दिखाता है, और एक अच्छा कमरे-तापमान हाइड्रोजन भंडारण सामग्री हो सकती है।

BNNTs बनाम ग्राफीन: BNNTs ग्राफीन के संरचनात्मक एनालॉग हैं। बोरोन नाइट्राइड आधारित नैनोमैटेरियल्स और उनके कार्बन आधारित समकक्षों के बीच मुख्य अंतर परमाणुओं के बीच संबंधों की प्रकृति है। कार्बन नैनोमैटेरियल्स में बॉन्ड सी-सी में एक शुद्ध सहसंयोजक चरित्र है, जबकि बी-एन बांड sp2 संकरित बी-एन में ई−जोड़े के कारण आंशिक रूप से आयनिक चरित्र प्रस्तुत करते हैं। (cf. Emanet एट अल 2019)

BNNTs बनाम कार्बन नैनोट्यूब: बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब (BNNTs) कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) के लिए एक समान ट्यूबलर नैनोस्ट्रक्चर प्रदर्शित करता है जिसमें बोरोन और नाइट्रोजन परमाणुओं को हेक्सागोनल नेटवर्क में व्यवस्थित किया जाता है।

Xenes: Xenes 2D, monoelemental nanomaterials हैं। प्रमुख उदाहरण बोरोफेन, गैलेनेन, सिलिसीन, जर्मनीन, स्टैनेन, फॉस्फोरीन, आर्सेनिन, एंटीमोनीन, बिस्मथिन, टेल्यूरीन और सेलेन हैं। ज़ेन में असाधारण भौतिक गुण होते हैं, जिनके पास इस प्रकार अन्य 2 डी सामग्रियों के व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बारे में सीमाओं को तोड़ने की क्षमता होती है। xenes के अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन के बारे में अधिक जानें!


उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक्स! Hielscher के उत्पाद रेंज बेंच शीर्ष इकाइयों पर कॉम्पैक्ट लैब अल्ट्रासोनिकर से पूर्ण औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम के लिए पूर्ण स्पेक्ट्रम को शामिल किया गया ।

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