तरल पदार्थ में मोनोलेयर अनाकार कार्बन (मैक) का अल्ट्रासोनिक फैलाव
मोनोलेयर अनाकार कार्बन (मैक) असाधारण यांत्रिक शक्ति, लचीलापन और चालकता के साथ एक उपन्यास कार्बन-आधारित नैनोमटेरियल है। तरल मैट्रिक्स में इसका एकीकरण उच्च प्रदर्शन कंपोजिट, ऊर्जा भंडारण, कोटिंग्स और इलेक्ट्रॉनिक सामग्री में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, मैक के एक समान और स्थिर फैलाव को प्राप्त करना इसके मजबूत वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन और कुल करने की प्रवृत्ति के कारण चुनौतियां प्रस्तुत करता है। Hielscher जांच-प्रकार sonicators का उपयोग कर अल्ट्रासोनिक फैलाव मैक समूहों को तोड़ने और तरल चरणों में सजातीय वितरण सुनिश्चित करने के लिए एक स्केलेबल और अत्यधिक कुशल समाधान प्रदान करता है।
मैक फैलाव में चुनौतियां
इसकी अति पतली संरचना और उच्च सतह ऊर्जा के कारण, मैक स्वाभाविक रूप से बहुस्तरीय ढेर में एकत्रित होता है जब एक तरल माध्यम में पेश किया जाता है। पारंपरिक मिश्रण या कतरनी विधियां अक्सर मैक को प्रभावी ढंग से फैलाने में विफल रहती हैं, जिससे निम्न हो जाते हैं:
- मिश्रित सामग्री में खराब एकरूपता
- एग्लोमरेशन के कारण यांत्रिक गुणों में कमी
- सीमित प्रक्रिया मापनीयता
अल्ट्रासोनिक कैविटेशन विभिन्न सॉल्वैंट्स, बहुलक मैट्रिसेस और प्रतिक्रियाशील योगों में छितरी हुई, एकल-परत मैक प्राप्त करने के लिए एक गैर-हानिकारक, कुशल और स्केलेबल तकनीक प्रदान करता है।
अल्ट्रासोनिक फैलाव: तंत्र और लाभ
जांच-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर तरल पदार्थों में तीव्र ध्वनिक गुहिकायन उत्पन्न करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीयकृत उच्च कतरनी बल, माइक्रो-जेटिंग और सदमे तरंगें होती हैं। ये चरम स्थितियां प्रभावी रूप से मैक समुच्चय को तोड़ती हैं, नैनो-शीट को समान रूप से अलग करती हैं और वितरित करती हैं। अल्ट्रासोनिक फैलाव के प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
- कुशल छूटना: बहुपरत मैक को मोनोलेयर्स में परिवर्तित करता है
- उच्च स्थिरता: सर्फैक्टेंट और सॉल्वेंट इंटरैक्शन को अनुकूलित करके पुन: एकत्रीकरण को रोकता है
- प्रक्रिया मापनीयता: प्रयोगशाला पैमाने पर अनुसंधान, पायलट उत्पादन, और पूर्ण पैमाने पर औद्योगिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त
- नियंत्रित प्रसंस्करण: समायोज्य पैरामीटर (आयाम, समय, दबाव, तापमान) विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन सक्षम करते हैं
Hielscher जांच-प्रकार Sonicators: मैक फैलाव के लिए स्केलेबल समाधान
Hielscher Ultrasonics राज्य के अत्याधुनिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर है कि मैक फैलाव के सभी स्तरों को पूरा प्रदान करता है, छोटे प्रयोगशाला के नमूनों से बड़े पैमाने पर औद्योगिक इनलाइन प्रक्रियाओं के लिए। उनके मॉड्यूलर और अनुकूलन योग्य सिस्टम बेजोड़ सटीकता और दक्षता प्रदान करते हैं।
कार्बन नैनोकणों के सजातीय फैलाव के लिए अल्ट्रासोनिकेटर UP400St
प्रयोगशाला-स्केल मैक फैलाव
अनुसंधान और विकास के लिए, Hielscher sonicator मॉडल UP200Ht (200W) और UP400St (400W) फैलाव मापदंडों पर सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं। ये अल्ट्रासोनिक उपकरण अनुमति देते हैं:
- तेजी से व्यवहार्यता अध्ययन के लिए छोटे-बैच प्रसंस्करण
- आदर्श आयाम और प्रसंस्करण अवधि निर्धारित करने के लिए पैरामीटर अनुकूलन
- सूत्रीकरण शोधन के लिए प्रजनन क्षमता
पायलट और मध्यम पैमाने पर उत्पादन
पायलट-स्केल या छोटे औद्योगिक उत्पादन के लिए, UIP1000hdT (1kW) और UIP2000hdT (2kW) फैलाव गुणवत्ता पर ठीक-ठाक नियंत्रण बनाए रखते हुए बढ़ी हुई शक्ति प्रदान करते हैं। उनकी विशेषताओं में शामिल हैं:
- उच्च थ्रूपुट के लिए निरंतर प्रसंस्करण
- इनलाइन फैलाव को सक्षम करने के लिए फ्लो-सेल रिएक्टर
- दबाव प्रवाह कोशिकाओं ऊंचा दबाव के तहत प्रसंस्करण के लिए अनुमति देते हैं
औद्योगिक पैमाने पर इनलाइन फैलाव
For high-volume MAC dispersion, Hielscher’s UIP4000hdT, UIP6000hdT, and UIP16000hdT series (4kW–16kW per unit) facilitate continuous inline dispersion, ensuring efficiency and reproducibility at an industrial level. Benefits include:
- उच्च प्रसंस्करण क्षमता: बड़े पैमाने पर समग्र और कोटिंग उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया
- स्केलेबल मॉड्यूलर डिजाइन: समानांतर में कई इकाइयों को संचालित किया जा सकता है
- प्रक्रिया स्वचालन: वास्तविक समय की निगरानी के लिए सेंसर और नियंत्रण प्रणाली के साथ एकीकरण
मैं मोनोलेयर अनाकार कार्बन का इष्टतम फैलाव कैसे प्राप्त करूं?
उच्चतम फैलाव गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, प्रमुख प्रसंस्करण मापदंडों को अनुकूलित किया जाना चाहिए:
Hielscher जांच-प्रकार sonicators का उपयोग कर अल्ट्रासोनिक फैलाव तरल पदार्थ में मोनोलेयर अनाकार कार्बन के प्रसंस्करण के लिए एक सिद्ध, स्केलेबल और अत्यधिक कुशल तकनीक है। चाहे एक छोटे प्रयोगशाला पैमाने या पूर्ण औद्योगिक उत्पादन पर, Hielscher sonicators सजातीय, स्थिर फैलाव सुनिश्चित करते हैं, अगली पीढ़ी के उच्च प्रदर्शन कंपोजिट, प्रवाहकीय कोटिंग्स और नैनोमटेरियल-वर्धित उत्पादों के लिए मोनोलेयर अनाकार कार्बन (मैक) की पूरी क्षमता को अनलॉक करते हैं।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 0.5 से 1.5mL | एन.ए. | वायलट्वीटर |
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
| 10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
| 15 से 150L | 3 से 15 लीटर/मिनट | यूआईपी6000एचडीटी |
| एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | यूआईपी16000एचडीटी |
| एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर यूआईपी16000एचडीटी |
- उच्च दक्षता
- अत्याधुनिक तकनीक
- विश्वसनीयता & मजबूती
- समायोज्य, सटीक प्रक्रिया नियंत्रण
- जत्था & इनलाइन
- किसी भी मात्रा के लिए
- बुद्धिमान सॉफ्टवेयर
- स्मार्ट सुविधाएँ (जैसे, प्रोग्राम करने योग्य, डेटा प्रोटोकॉल, रिमोट कंट्रोल)
- संचालित करने में आसान और सुरक्षित
- कम रखरखाव
- सीआईपी (क्लीन-इन-प्लेस)
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। किसी न किसी स्थिति और मांग वातावरण आसानी से Hielscher ultrasonicators द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं।
Hielscher Ultrasonics एक आईएसओ प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी और उपयोगकर्ता-मित्रता की विशेषता वाले उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर पर विशेष जोर देती है। बेशक, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर सीई के अनुरूप हैं और उल, सीएसए और RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
औद्योगिक sonicator UIP16000hdT उच्च-थ्रूपुट पर नैनो-फैलाव के लिए
साहित्य/सन्दर्भ
- SOP – Ultrasonic Dispersion of Multi-Walled Carbon-Nanotubes using the UP400ST Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
मोनोलेयर अनाकार कार्बन क्या है?
मोनोलेयर अनाकार कार्बन (मैक) कार्बन का एकल-परमाणु-मोटा, गैर-क्रिस्टलीय रूप है, जिसे आमतौर पर रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) या अन्य पतली-फिल्म जमाव तकनीकों के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है। ग्राफीन के विपरीत, जिसमें एक अच्छी तरह से क्रमबद्ध हेक्सागोनल जाली है, मैक में लंबी दूरी के परमाणु क्रम का अभाव है, जो परमाणु पैमाने पर एक अव्यवस्थित अभी तक समान संरचना का प्रदर्शन करता है।
एक अनाकार कार्बन क्या है?
अनाकार कार्बन (ए-सी) कार्बन का एक गैर-क्रिस्टलीय अलॉट्रोप है जो लंबी दूरी की आवधिक परमाणु क्रम की अनुपस्थिति की विशेषता है। इसमें sp² (ग्रेफाइटिक) और sp³ (हीरे जैसी) संकरित कार्बन परमाणुओं का मिश्रण होता है, जिसमें गुण जमाव विधि और हाइड्रोजन सामग्री के आधार पर भिन्न होते हैं। वेरिएंट में हाइड्रोजनीकृत अनाकार कार्बन (ए-सी: एच), टेट्राहेड्रल अनाकार कार्बन (टीए-सी), और हीरे की तरह कार्बन (डीएलसी) शामिल हैं।
क्या मोनोलेयर अनाकार कार्बन थोक में उपलब्ध है?
नहीं, मोनोलेयर अनाकार कार्बन अपनी द्वि-आयामी प्रकृति के कारण थोक में उपलब्ध नहीं है। इसे सब्सट्रेट पर एक अल्ट्राथिन फिल्म के रूप में संश्लेषित किया जाता है और ग्रेफाइट या हीरे जैसी बड़ी, फ्रीस्टैंडिंग थोक मात्रा में उत्पादित नहीं किया जा सकता है।
अनाकार कार्बन और क्रिस्टलीय कार्बन के बीच अंतर क्या है?
प्राथमिक अंतर परमाणु व्यवस्था में निहित है। क्रिस्टलीय कार्बन (जैसे, ग्रेफाइट, हीरा) में एक अच्छी तरह से परिभाषित आवधिक जाली होती है, जबकि अनाकार कार्बन में लंबी दूरी के क्रम का अभाव होता है। यह संरचनात्मक अंतर इलेक्ट्रॉनिक, यांत्रिक और ऑप्टिकल गुणों को प्रभावित करता है - क्रिस्टलीय रूप अनिसोट्रॉपी और अलग-अलग बैंड संरचनाओं को प्रदर्शित करते हैं, जबकि अनाकार कार्बन में आइसोट्रोपिक गुण और चर विद्युत चालकता होती है।
कार्बन के रूप क्या हैं?
कार्बन कई अलॉट्रोप्स में मौजूद है, जिनमें शामिल हैं:
- क्रिस्टलीय रूप: हीरा, ग्रेफाइट, ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब (CNTs), फुलरीन (जैसे, C₆₀)।
- अनाकार रूप: लकड़ी का कोयला, कालिख, कार्बन ब्लैक, ग्लासी कार्बन, हीरे जैसा कार्बन (डीएलसी), मोनोलेयर अनाकार कार्बन (मैक)।
- हाइब्रिड नैनोस्ट्रक्चर: नैनोडायमंड, कार्बन प्याज, कार्बन एयरगेल और नैनोकार्बन-मेटल हाइब्रिड जैसे कंपोजिट।
प्रत्येक रूप सामग्री विज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा भंडारण में अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक अलग-अलग भौतिक रासायनिक गुणों को प्रदर्शित करता है।
Hielscher Ultrasonics से उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है प्रयोगशाला तक औद्योगिक आकार।