अल्ट्रासोनिक छूटना के माध्यम से रूथेनियम ऑक्साइड नैनोशीट्स

रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट कुशलतापूर्वक जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक नैनोशीट छूटना के प्रमुख लाभ प्रक्रिया दक्षता, उच्च पैदावार, लघु उपचार और सुगम, सुरक्षित संचालन हैं। इसकी उच्च दक्षता और उत्पादित नैनोशीट्स की बेहतर गुणवत्ता के कारण, अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग ग्राफीन और बोरोफीन सहित कई नैनोशीट्स के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है।

रूथेनियम ऑक्साइड नैनोशीट्स का अल्ट्रासोनिक छूटना

रूथेनियम ऑक्साइड (RuO2, जिसे रूथेनेट के रूप में भी जाना जाता है) नैनोशीट उच्च चालकता, कम प्रतिरोधकता, उच्च स्थिरता, उच्च कार्य कार्य और शुष्क नक़्क़ाशी के लिए अच्छी संवेदनशीलता जैसे अद्वितीय गुण प्रदान करते हैं। यह रूथेनियम ऑक्साइड को मेमोरी डिवाइस और ट्रांजिस्टर में इलेक्ट्रोड के लिए एक अच्छी सामग्री बनाता है।

एक्सफ़ोलीएटेड RuO2 नैनोशीट्स की SEM छवियां a) 1 मिनट और b) 7 मिनट की अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करती हैं।
(अध्ययन और चित्र: ©किम एट अल., 2021)

केस स्टडी: प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके अत्यधिक कुशल RuO2 एक्सफोलिएशन

किम एट अल (2021) ने अपने अध्ययन में रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट्स के छूटने में महत्वपूर्ण सुधार दिखाया। शोधकर्ता ने अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके पतली RuO2 धातु ऑक्साइड शीट की उच्च पैदावार बनाई। आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं के माध्यम से पारंपरिक इंटरकैलेशन प्रक्रिया धीमी है और प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक अणुओं और रासायनिक ऊर्जा के आकार के कारण केवल सीमित मात्रा में द्वि-आयामी (2 डी) नैनोशीट का उत्पादन करती है। प्रक्रिया को तेज करने और उत्पादित रूथेनियम ऑक्साइड नैनो-शीट की मात्रा बढ़ाने के लिए, उन्होंने RuO2 ऑक्साइड के समाधान में अल्ट्रासाउंड ऊर्जा लागू करके छूटना प्रक्रिया को तेज कर दिया। उन्होंने पाया कि अल्ट्रासोनिकेशन के सिर्फ 15 मिनट के बाद, चादरों की मात्रा में 50% से अधिक की वृद्धि हुई, साथ ही साथ चादरों का पार्श्व आकार कम हो गया। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणनाओं ने प्रदर्शित किया कि RuO2 परतों को एक छोटे पार्श्व आकार में विभाजित करके छूटना की सक्रियण ऊर्जा काफी कम हो जाती है। यह कमी इसलिए होती है क्योंकि सोनिकेशन ने धातु ऑक्साइड की परतों को अधिक आसानी से तोड़ने में मदद की। यह शोध इस बात को रेखांकित करता है कि रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट बनाने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना एक अच्छा और आसान तरीका है। इससे पता चलता है कि एक अल्ट्रासोनिक-समर्थित आयन एक्सचेंज प्रक्रिया 2 डी धातु ऑक्साइड नैनोशीट बनाने के लिए एक आसान और कुशल दृष्टिकोण प्रदान करती है। अल्टारसोनिक एक्सफोलिएशन के लाभ बताते हैं कि अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन और डिलेमिनेशन का व्यापक रूप से 2 डी नैनोमैटेरियल्स के लिए उत्पादन तकनीक के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसे ग्राफीन और बोरोफीन सहित एक्सनेस भी कहा जाता है।

अल्ट्रासोनिक छूटना बड़े पैमाने पर रूथेनियम ऑक्साइड 2 डी नैनोशीट के अत्यधिक कुशल और त्वरित उत्पादन को बढ़ावा देता है
(अध्ययन और चित्र: ©किम एट अल., 2021)।

अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त रूथेनियम ऑक्साइड छूटना के लिए प्रोटोकॉल

निम्नलिखित प्रोटोकॉल अल्ट्रासोनिक रूप से समर्थित आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया प्रक्रिया का उपयोग करके RuO2 नैनोशीट्स को संश्लेषित करने के लिए चरण-दर-चरण निर्देश है जैसा कि किम एट अल (2021) द्वारा वर्णित है।
 

1. RuO2 का एक घोल और एक इंटरकैलेंट को विलायक (2-प्रोपेनॉल) में घोलकर और 3 दिनों तक हिलाकर तैयार करें।
2. एक जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर (जैसे, सोनोट्रोड बीएस 4 डी 22 के साथ जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर UP1000hdT (1000W, 20kHz) का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड ऊर्जा लागू करें) 15 मिनट के लिए समाधान के लिए RuO2 नैनोशीट की उपज को 50% से अधिक बढ़ाने के लिए और RuO2 परतों को एक समान रूप से छोटे पार्श्व आकार में विभाजित करने के लिए।
3. एक्सफोलिएशन की सक्रियण ऊर्जा की पुष्टि करने के लिए घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणना का उपयोग करें काफी कम हो गया है।
4. परिणामी RuO2 नैनोशीट्स को इकट्ठा करें, जिसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

 
RuO2 नैनोशीट्स के अल्ट्रासोनिक छूटना के लिए इस प्रोटोकॉल की सादगी अल्ट्रासोनिक नैनोशीट उत्पादन के लाभों को रेखांकित करती है। Sonication लगभग 1 एनएम की मोटाई के साथ उच्च गुणवत्ता वाले मोनोलेयर RuO2 नैनोशीट का उत्पादन करने के लिए एक अत्यधिक कुशल तकनीक है। प्रोटोकॉल को स्केलेबल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य भी पाया गया, जिससे यह इलेक्ट्रॉनिक्स, उत्प्रेरण और ऊर्जा भंडारण में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए RuO2 नैनोशीट के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हो गया।

पानी में ग्रेफाइट परत के सोनो-मैकेनिकल एक्सफोलिएशन को दर्शाने वाले फ्रेम का एक उच्च गति अनुक्रम (ए से एफ तक) UP200S का उपयोग करते हुए, 3-mm सोनोट्रोड के साथ 200W अल्ट्रासोनिकेटर है। तीर विभाजन (छूटना) की जगह दिखाते हैं, जिसमें विभाजन में प्रवेश करने वाले गुहिकायन बुलबुले होते हैं।
(अध्ययन और चित्र: © Tyurnina et al. 2020

RuO2 छूटना के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

उच्च गुणवत्ता वाले रूथेनियम ऑक्साइड नैनो-शीट और अन्य xenes के उत्पादन के लिए, विश्वसनीय उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण की आवश्यकता होती है। आयाम, दबाव और तापमान आवश्यक पैरामीटर, जो प्रजनन क्षमता और सुसंगत उत्पाद के लिए महत्वपूर्ण हैं। Hielscher Ultrasonics प्रोसेसर शक्तिशाली और ठीक नियंत्रणीय सिस्टम हैं, जो प्रक्रिया मापदंडों की सटीक सेटिंग और निरंतर उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड आउटपुट की अनुमति देते हैं। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर 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। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24/7 ऑपरेशन के लिए अनुमति देता है।
हमारे ग्राहक Hielscher Ultrasonics सिस्टम की उत्कृष्ट मजबूती और विश्वसनीयता से संतुष्ट हैं। भारी शुल्क आवेदन (जैसे, बड़े पैमाने पर नैनोमटेरियल प्रसंस्करण) के क्षेत्र में स्थापना, वातावरण की मांग और 24/7 संचालन कुशल और किफायती प्रसंस्करण सुनिश्चित करते हैं। अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया गहनता प्रसंस्करण समय को कम करती है और बेहतर परिणाम प्राप्त करती है, यानी उच्च गुणवत्ता, उच्च पैदावार, अभिनव उत्पाद।

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।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: