Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

कार्बन नैनोट्यूब अल्ट्रासोनिक dispersing (CNT)

Carbonnanotubes मजबूत और लचीली लेकिन बहुत एकजुट कर रहे हैं। वे इस तरह के पानी, इथेनॉल, तेल, बहुलक या epoxy राल के रूप में तरल पदार्थ, में फैलाने के लिए मुश्किल हो जाता है। अल्ट्रासाउंड असतत प्राप्त करने के लिए एक प्रभावी तरीका है – एकल छितरी – कार्बन नैनोट्यूब।

Carbonnanotubes (CNT) बिजली के उपकरणों में और electrostatically paintable ऑटोमोबाइल शरीर पैनलों में स्थिर प्रभार नष्ट प्लास्टिक में चिपकने वाले, कोटिंग्स और पॉलिमर और के रूप में विद्युत प्रवाहकीय भराव में किया जाता है। नैनोट्यूब के उपयोग करके, पॉलिमर तापमान, कठोर रसायनों, संक्षारक वातावरण, अत्यधिक दबाव और घर्षण के खिलाफ और अधिक प्रतिरोधी बनाया जा सकता है। एकल-दीवार नैनोट्यूब (SWNT) और बहु-दीवार नैनोट्यूब (MWNT): वहाँ कार्बन नैनोट्यूब की दो श्रेणियां हैं।

अल्ट्रासोनिक उपचार पानी या कार्बनिक सॉल्वैंट्स में कार्बन नैनोट्यूब को तितर-बितर करने के लिए एक सरल और कारगर तरीका है।Carbonnanotubes सूखी सामग्री, उदा आम तौर पर उपलब्ध हैं कंपनियों से, इस तरह के रूप एसईएस रिसर्च या सीएनटी कंपनी, लिमिटेड अपनी अधिकतम क्षमता के लिए नैनोट्यूब का उपयोग करने के लिए, deagglomeration के लिए एक सरल, विश्वसनीय और स्केलेबल प्रक्रिया की जरूरत है। 100,000cP अल्ट्रासाउंड तक के तरल पदार्थ के लिए कम या उच्च सांद्रता पर पानी, तेल या बहुलक में नैनोट्यूब के प्रसार के लिए एक बहुत प्रभावी तकनीक है। तरल जेट धाराओं के परिणामस्वरूप अल्ट्रासोनिक cavitation, नैनोट्यूब के बीच संबंध ताकतों पर काबू पाने, और ट्यूब को अलग। क्योंकि ultrasonically उत्पन्न कतरनी बलों और माइक्रो turbulences अल्ट्रासाउंड के भी अन्य सामग्री के साथ नैनोट्यूब की सतह कोटिंग और रासायनिक प्रतिक्रिया में सहायता कर सकते हैं।

Ultrasonication पानी या कार्बनिक सॉल्वैंट्स में carbonnanotubes सुलझाना करने के लिए एक के लिए एक प्रभावी प्रक्रिया है।आम तौर पर, एक मोटे नैनोट्यूब-फैलाव को पहले एक मानक उभारने वाले द्वारा प्रीमिक्स किया जाता है और फिर अल्ट्रासोनिक फ्लो सेल रिएक्टर में समरूप होता है। नीचे वीडियो (शुरू करने के लिए छवि क्लिक करें!) एक प्रयोगशाला परीक्षण से पता चलता है (बैच ध्वनि एक का उपयोग कर UP400S) कम एकाग्रता पर पानी में multiwall carbonnanotubes dispersing। कार्बन के रासायनिक प्रकृति के कारण पानी में नैनोट्यूब के dispersing व्यवहार नहीं बल्कि मुश्किल है। वीडियो में दिखाए, यह आसानी से प्रदर्शन किया जा सकता है कि ultrasonication प्रभावी रूप से नैनोट्यूब तितर-बितर करने में सक्षम है।

कार्बन नैनोट्यूब का अल्ट्रासोनिक फैलाव: हिल्सचर अल्ट्रासोनिकेटर UP400S (400W) एक नैनोट्यूब में तेजी से और कुशलता से सीएनटी को फैलाता और अलग करता है।

UP400S का उपयोग कर पानी में कार्बन नैनोट्यूब का फैलाव

उच्च लंबाई के अलग-अलग SWNTs का फैलाव

प्रसंस्करण और SWNTs के हेरफेर के लिए एक बड़ी समस्या आम कार्बनिक सॉल्वैंट्स और पानी में ट्यूबों के निहित अविलेयता है। नैनोट्यूब बगल की दीवार या खुले सिरों के functionalization SWNTs और विलायक ज्यादातर केवल SWNT रस्सियों का आंशिक छूटना करने के लिए नेतृत्व के बीच एक उपयुक्त इंटरफ़ेस बनाने के लिए।
नतीजतन, SWNTs आम तौर पर पूरी तरह से अलग अलग-अलग वस्तुओं के बजाय बंडलों के रूप में फैले हुए हैं। बहुत कठोर परिस्थितियों फैलाव के दौरान नियोजित कर रहे हैं, SWNTs 80 और 200nm के बीच लंबाई के लिए छोटा कर रहे हैं। हालांकि इस कुछ परीक्षणों के लिए उपयोगी है, इस लंबाई ऐसे अर्ध-परिचालक या मजबूत SWNTs के रूप में सबसे अधिक व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए बहुत छोटा है। नियंत्रित, हल्के अल्ट्रासोनिक उपचार (जैसे द्वारा UP200Ht साथ 40mm sonotrode) अलग-अलग SWNTs के जलीय dispersions तैयार करने के लिए एक प्रभावी प्रक्रिया है। हल्के ultrasonication के दृश्यों को छोटा कम करने और संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों का अधिक से अधिक संरक्षण अनुमति देते हैं।

पॉलीमर-असिस्टेड अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा SWNT का शुद्धिकरण

यह आण्विक स्तर पर SWNTs के रासायनिक संशोधन अध्ययन करने के लिए कठिन है क्योंकि शुद्ध SWNTs प्राप्त करना कठिन है। के रूप में विकसित SWNTs इस तरह के धातु के कणों और अनाकार कार्बन के रूप में कई दोष, होते हैं। पाली के एक monochlorobenzene (एमसीबी) के घोल में SWNTs के ultrasonication (मिथाइल methacrylate) PMMA निस्पंदन द्वारा पीछा SWNTs शुद्ध करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। इस बहुलक की सहायता शुद्धि विधि प्रभावी ढंग से के रूप में विकसित SWNTs से अशुद्धियों को दूर करने की अनुमति देता है। (Yudasaka एट अल।) Ultrasonication आयाम के सटीक नियंत्रण SWNTs को होने वाले नुकसान को सीमित करने की अनुमति देता है।

Hielscher एक अल्ट्रासोनिक उपकरण की सीमा और नैनोट्यूब के कुशल dispersing के लिए सहायक उपकरण।

  • कॉम्पैक्ट प्रयोगशाला उपकरणों इस तक 400 वाट बिजली अप करने के लिए 2 लीटर के छोटे खंडों में dispersing के लिए
  • 500 तथा 1,000 तथा 2,000 जैसे वाट अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP1000hd बड़ा संस्करणों पर कार्रवाई कर सकते हैं।
  • की अल्ट्रासोनिक प्रणालियों 2, 4, 10 तथा 16kW और वाणिज्यिक स्तर पर प्रसंस्करण के लिए और अधिक।

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साहित्य

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