3 डी प्रिंट करने योग्य स्याही में कार्बन नैनोट्यूब का फैलाव
3 डी प्रिंट करने योग्य स्याही में सीएनटी का एक समान फैलाव स्याही के गुणों को बढ़ा सकता है और विभिन्न क्षेत्रों में नए अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकता है। प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेशन पॉलिमर में सीएनटी के स्थिर नैनोसस्पेंशन का उत्पादन करने के लिए एक अत्यधिक विश्वसनीय फैलाने वाली तकनीक है।
सोनिकेशन के कारण पॉलिमर में कुशल और स्थिर सीएनटी फैलाव
कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) अक्सर अपने अद्वितीय गुणों के कारण विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सिलिकॉन तेलों में बिखरे हुए होते हैं। सिलिकॉन तेलों में सीएनटी का फैलाव परिणामी सामग्रियों के यांत्रिक, थर्मल और विद्युत गुणों में सुधार कर सकता है। ऐसा ही एक अनुप्रयोग प्रवाहकीय 3 डी-प्रिंट करने योग्य स्याही के लिए सीएनटी-डोप्ड पॉलिमर का निर्माण है, उदाहरण के लिए, पहनने योग्य स्पर्श सेंसर, रोगी-विशिष्ट ऊतक पुनर्जनन मचानों और लचीले ईसीजी और ईईजी इलेक्ट्रोड के जैव-आधारित योजक निर्माण के लिए।
इसके अलावा, सिलिकॉन तेलों में फैले सीएनटी का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रवाहकीय स्याही के रूप में किया जा सकता है, जैसे कि लचीला डिस्प्ले और सेंसर। सीएनटी प्रवाहकीय मार्गों के रूप में कार्य करते हैं, जिससे विद्युत प्रवाह के प्रवाह की अनुमति मिलती है।
औद्योगिक इनलाइन फैलाव के लिए औद्योगिक पावर अल्ट्रासाउंड प्रणाली: पॉलिमर में सीएनटी जैसे नैनोफैलाव के उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर विश्वसनीय और अत्यधिक कुशल इनलाइन मिक्सिंग सिस्टम हैं।
अल्ट्रासोनिक सीएनटी / पॉलिमर फैलाव के लाभ
अल्ट्रासोनिकेशन एक बहुत ही कुशल फैलाने वाली तकनीक है, जो कई लाभों के साथ आती है। पॉलिमर में कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) के अल्ट्रासोनिक फैलाव के लाभों में शामिल हैं:
इनलाइन घुलने वाली प्रक्रियाओं के लिए अल्ट्रासोनिक औद्योगिक प्रणाली, उदाहरण के लिए बहुलक योगों में कार्बन नैनोट्यूब का समान फैलाव।
पीडीएमएस कंपोजिट के अल्ट्रासोनिक उत्पादन के लिए सामान्य प्रोटोकॉल
अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग पॉलिमर में कई नैनो-आकार की सामग्रियों के फैलाव के लिए किया जाता है। एक विशिष्ट और आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अनुप्रयोग प्रोब-टाइप सोनिकेशन का उपयोग करके डाइमिथाइलपॉलीसिलोक्सेन (पीडीएमएस) में कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) का फैलाव है। पीडीएमएस मैट्रिक्स में सीएनटी को फैलाने के लिए, पावर अल्ट्रासाउंड और ध्वनिक कैविटेशन के परिणामस्वरूप प्रभावों का उपयोग नैनोट्यूब को अलग करने और उन्हें समान रूप से नैनोसस्पेंशन में मिलाने के लिए किया जाता है। प्रोब-टाइप सोनिकेशन सीएनटी को फैलाने के लिए एक शक्तिशाली तरीका है क्योंकि इसकी तीव्र गुहिकायन बल उत्पन्न करने की क्षमता है जो प्रभावी रूप से समूहीकृत सीएनटी को तोड़ और फैला सकती है।
अल्ट्रासोनिक फैलाव एक सरल प्रसंस्करण चरण है जिसके लिए किसी विशिष्ट पूर्व या बाद के उपचार की आवश्यकता नहीं होती है। अल्ट्रासोनिक उपकरण स्वयं सुरक्षित और संचालित करने में आसान है।
जांच-प्रकार के सोनिकेशन का उपयोग करके फैलाव की प्रक्रिया में आमतौर पर निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:
- सीएनटी-पीडीएमएस मिश्रण की तैयारी: सीएनटी की एक पूर्व निर्धारित मात्रा को पीडीएमएस मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है और यांत्रिक स्टिरर का उपयोग करके पूर्व-मिश्रित किया जाता है। दिलचस्प बात यह है कि विलायक में सीएनटी को पूर्व-फैलाने से विद्युत चालकता को बढ़ाया जा सकता है। टेट्राहाइड्रोफ्यूरान (टीएचएफ), एसीटोन या क्लोरोफॉर्म (सर्वोत्तम परिणामों द्वारा क्रमबद्ध) द्वारा सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए जाते हैं।
- जांच-प्रकार सोनिकेशन: मिश्रण को उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक जांच का उपयोग करके जांच-प्रकार के सोनिकेशन के अधीन किया जाता है जो आमतौर पर लगभग 20 किलोहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ अल्ट्रासाउंड तरंगें उत्पन्न करता है। मात्रा और सूत्रीकरण के आधार पर, सीएनटी के पूर्ण फैलाव को सुनिश्चित करने के लिए आमतौर पर कई मिनटों के लिए सोनिकेशन किया जाता है।
- फैलाव की निगरानी: सीएनटी के फैलाव की निगरानी स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम), ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम), या यूवी-विस स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी तकनीकों का उपयोग करके की जाती है। इन तकनीकों का उपयोग पीडीएमएस मैट्रिक्स के भीतर सीएनटी के वितरण की कल्पना करने और यह सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है कि सीएनटी समान रूप से फैले हुए हैं।
सारांश में, प्रोब-टाइप सोनिकेशन पीडीएमएस जैसे पॉलिमर में सीएनटी को फैलाने के लिए एक शक्तिशाली तरीका है क्योंकि इसकी तीव्र गुहिकायन बलों को उत्पन्न करने की क्षमता है जो प्रभावी रूप से समूहीकृत सीएनटी को तोड़ और फैला सकते हैं।
पॉलिमर कंपोजिट के अल्ट्रासोनिक निर्माण के मामले का अध्ययन
जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके नैनोट्यूब और अन्य कार्बन-आधारित नैनोमैटेरियल्स के फैलाव पर बड़े पैमाने पर शोध किया गया है और बाद में औद्योगिक उत्पादन में लागू किया गया है। नीचे, हम कुछ शोध अध्ययन प्रस्तुत करते हैं, जो अल्ट्रासोनिक नैनोट्यूब फैलाव की असाधारण दक्षता का प्रदर्शन करते हैं।
पहनने योग्य सेंसर के लिए पीडीएमएस में सीएनटी का अल्ट्रासोनिक फैलाव
डेल बोस्क एट अल (2022) ने सीएनटी फैलाव की उनकी प्रभावशीलता के लिए तीन-रोल मिलिंग और सोनिकेशन की तुलना की। बहुलक मैट्रिक्स में नैनोकणों की फैलाव प्रक्रिया के विश्लेषण से पता चलता है कि कैविटेशन बलों द्वारा प्रेरित सीएनटी वितरण की उच्च एकरूपता के कारण अल्ट्रासोनिकेशन तकनीक तीन-रोल मिलिंग की तुलना में उच्च विद्युत संवेदनशीलता प्रदान करती है। विभिन्न सीएनटी लोडिंग का परीक्षण करते हुए, सीएनटी-पीडीएमएस सिस्टम की अंतःस्त्रवण सीमा, यानी, महत्वपूर्ण सीएनटी सामग्री जिसमें यह विद्युत प्रवाहकीय हो जाता है, 0.4 डब्ल्यूटी% सीएनटी पाया गया। मल्टी-वॉल कार्बन नैनोट्यूब (एनटीटी) को 0.5 पल्स चक्र और 2 एच के लिए 50% आयाम पर हाइलशर अल्ट्रासोनिकेटर यूपी 400एसटी (चित्र बाएं देखें) का उपयोग करके अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा फैलाया गया था। सोनिकेशन समय के दौरान अल्ट्रासोनिक फैलाव के प्रभाव नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं।
इस विश्लेषण के आधार पर, पहनने योग्य सेंसर के निर्माण के लिए इष्टतम स्थितियों को अल्ट्रासोनिकेशन प्रक्रिया के माध्यम से 0.4 डब्ल्यूटी.% सीएनटी के रूप में चुना गया था। इस संबंध में, लगातार लोड चक्रों के तहत विद्युत प्रतिक्रिया के विश्लेषण ने 2%, 5% और 10% तनाव पर क्षति की किसी भी उपस्थिति के बिना विकसित सेंसर की उच्च मजबूती दिखाई, जो इन सेंसर को मध्यम तनाव की निगरानी के लिए विश्वसनीय बनाता है।
विभिन्न सोनिकेशन समय पर अल्ट्रासोनिकेटर यूपी 400 एसटी का उपयोग करके पीडीएमएस में एसटीटी का अल्ट्रासोनिक फैलाव।
(अध्ययन और छवि: ©डेल बोस्क एट अल।
पॉलिमर नैनोकम्पोजिट्स के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक फैलाव उपकरण
Hielscher Ultrasonics निर्माता प्रयोगशाला, बेंच-टॉप और उद्योग में आवेदनों को फैलाने की मांग के लिए उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड जांच। Hielscher अल्ट्रासोनिक्स फैलाने वाले सॉल्वैंट्स, पॉलिमर और कंपोजिट में नैनोमटेरियल्स के कुशल और सटीक समरूपीकरण और फैलाव प्रदान करते हैं।
अपनी उन्नत अल्ट्रासोनिक तकनीक के साथ, ये फैलाने वाले समान कण आकार वितरण, स्थिर फैलाव और / या नैनोपार्टिकल कार्यात्मककरण प्राप्त करने के लिए एक त्वरित और आसान समाधान प्रदान करते हैं।
प्रसंस्करण समय को कम करके और ऊर्जा की खपत को कम करके, अल्ट्रासोनिक जांच फैलाने वाले उत्पादकता में सुधार कर सकते हैं और विभिन्न उद्योगों में व्यवसायों के लिए परिचालन लागत को कम कर सकते हैं।
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर को विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप भी अनुकूलित किया जा सकता है, जिसमें जांच आकार, बूस्टर हॉर्न, बिजली के स्तर और प्रवाह कोशिकाओं की एक श्रृंखला के विकल्प हैं, जिससे उन्हें बहुमुखी और विभिन्न नैनो-योगों और मात्राओं के अनुकूल बनाया जा सकता है।
कुल मिलाकर, अल्ट्रासोनिक जांच फैलाने वाले प्रयोगशालाओं और उद्योगों के लिए एक उत्कृष्ट निवेश हैं जो अपने नैनोमटेरियल प्रसंस्करण वर्कफ़्लो को अनुकूलित करना चाहते हैं और लगातार, विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करना चाहते हैं।
डिजाइन, विनिर्माण और परामर्श – गुणवत्ता जर्मनी में निर्मित
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपने उच्चतम गुणवत्ता और डिजाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मजबूती और आसान संचालन औद्योगिक सुविधाओं में हमारे अल्ट्रासोनिकेटर के सुचारू एकीकरण की अनुमति देता है। उबड़-खाबड़ परिस्थितियों और मांग वाले वातावरण को हिएलशर अल्ट्रासोनिकेटर द्वारा मज़बूती से संभाला जाता है।
Hielscher Ultrasonics एक आईएसओ प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक और उपयोगकर्ता-मित्रता की विशेषता वाले उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर पर विशेष जोर देती है। बेशक, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर सीई अनुपालन हैं और यूएल, सीएसए और आरओएच की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 0.5 से 1.5 एमएल | एन.ए. | VialTweeter | 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 |
| 15 से 150 एल | 3 से 15 लाख/मिनट | UIP6000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक समरूपता का निर्माण करता है ।
औद्योगिक प्रसंस्करण के लिए अल्ट्रासोनिक बैच रिएक्टर, उदाहरण के लिए सीएनटी और अन्य नैनोफिलर को पॉलिमर में शामिल करना ताकि एडिटिव मैनुफ्यूचरिंग के लिए 3 डी-प्रिंट करने योग्य स्याही हो सके।
साहित्य/संदर्भ
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Kim, J., Hwang, JY., Hwang, H. et al. (2018): Simple and cost-effective method of highly conductive and elastic carbon nanotube/polydimethylsiloxane composite for wearable electronics. Scientific Reports 8, 1375 (2018).
- Lima, Márcio; Andrade, Mônica; Skákalová, Viera; Bergmann, Carlos; Roth, Siegmar (2007): Dynamic percolation of carbon nanotubes in liquid medium. Journal of Materials Chemistry 17, 2007. 4846-4853.
- Shar, A., Glass, P., Park, S. H., Joung, D. (2023): 3D Printable One-Part Carbon Nanotube-Elastomer Ink for Health Monitoring Applications. Advanced Functional Materials 33, 2023.
हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजर्स से बनाती है प्रयोगशाला सेवा मेरे औद्योगिक आकार।