रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट्स का कुशलतापूर्वक उत्पादन प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक नैनोशीट एक्सफोलिएशन के प्रमुख लाभ प्रक्रिया दक्षता, उच्च पैदावार, लघु उपचार और आसान, सुरक्षित संचालन हैं। अपनी उच्च दक्षता और उत्पादित नैनोशीट्स की बेहतर गुणवत्ता के कारण, अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग ग्राफीन और बोरोफेन सहित कई नैनोशीट्स के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है।

रूथेनियम ऑक्साइड नैनोशीट्स का अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन

रूथेनियम ऑक्साइड (आरयूओ2, जिसे रूथेनेट के नाम से भी जाना जाता है) नैनोशीट्स उच्च चालकता, कम प्रतिरोधकता, उच्च स्थिरता, उच्च कार्य समारोह और सूखी नक़्क़ाशी के लिए अच्छी संवेदनशीलता जैसे अनूठे गुण प्रदान करते हैं। यह रूथेनियम ऑक्साइड को मेमोरी उपकरणों और ट्रांजिस्टर में इलेक्ट्रोड के लिए एक अच्छी सामग्री बनाता है।

एक्सफोलिएटेड आरयूओ2 नैनोशीट्स की एसईएम छवियां ए) 1 मिनट और बी) 7 मिनट के अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके।
(अध्ययन और चित्र: ©किम एट अल।

केस स्टडी: प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके अत्यधिक कुशल आरयूओ 2 एक्सफोलिएशन

किम एट अल (2021) ने अपने अध्ययन में रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट्स के एक्सफोलिएशन में महत्वपूर्ण सुधार दिखाया। शोधकर्ता ने अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके पतली आरयूओ 2 धातु ऑक्साइड शीट की उच्च पैदावार बनाई। आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं के माध्यम से पारंपरिक इंटरकेलेशन प्रक्रिया धीमी है और प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक अणुओं और रासायनिक ऊर्जा के आकार के कारण केवल सीमित मात्रा में दो-आयामी (2 डी) नैनोशीट्स का उत्पादन करती है। प्रक्रिया को तेज बनाने और उत्पादित रूथेनियम ऑक्साइड नैनो-शीट्स की मात्रा बढ़ाने के लिए, उन्होंने आरयूओ 2 ऑक्साइड के घोल में अल्ट्रासाउंड ऊर्जा लागू करके एक्सफोलिएशन प्रक्रिया को तेज कर दिया। उन्होंने पाया कि अल्ट्रासोनिकेशन के केवल 15 मिनट के बाद, शीट्स की मात्रा में 50% से अधिक की वृद्धि हुई, साथ ही शीट्स का पार्श्व आकार कम हो गया। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणना से पता चला है कि आरयूओ 2 परतों को एक छोटे पार्श्व आकार में विभाजित करके एक्सफोलिएशन की सक्रियण ऊर्जा काफी कम हो जाती है। यह आकार कम होता है क्योंकि सोनिकेशन ने धातु ऑक्साइड की परतों को अधिक आसानी से तोड़ने में मदद की। यह शोध रेखांकित करता है कि अल्ट्रासाउंड का उपयोग रूथेनियम ऑक्साइड मोनोलेयर नैनोशीट्स बनाने का एक अच्छा और आसान तरीका है। इससे पता चलता है कि अल्ट्रासोनिक समर्थित आयन एक्सचेंज प्रक्रिया 2डी मेटल ऑक्साइड नैनोशीट्स के निर्माण के लिए एक आसान और कुशल दृष्टिकोण प्रदान करती है। अल्टर्सोनिक एक्सफोलिएशन के बीफिट 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 ग्रेफेन और बोरोफेन सहित क्सीन के रूप में भी जाना जाता है।

अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन बड़े पैमाने पर रूथेनियम ऑक्साइड 2डी नैनोशीट्स के अत्यधिक कुशल और त्वरित उत्पादन को बढ़ावा देता है
(अध्ययन और चित्र: ©किम एट अल।

अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त रूथेनियम ऑक्साइड एक्सफोलिएशन के लिए प्रोटोकॉल

निम्नलिखित प्रोटोकॉल अल्ट्रासोनिक रूप से समर्थित आयन एक्सचेंज रिएक्शन प्रक्रिया का उपयोग करके आरयूओ 2 नैनोशीट्स को संश्लेषित करने के लिए एक चरण-दर-चरण निर्देश है, जैसा कि किम एट अल (2021) द्वारा वर्णित है।
 

1. आरयूओ 2 और एक इंटरकेलेंट का घोल तैयार करें, उन्हें विलायक (2-प्रोपेनॉल) में घोलकर और 3 दिनों तक हिलाते रहें।
2. आरयूओ2 नैनोशीट्स की उपज को 50% से अधिक बढ़ाने और आरयूओ2 परतों को समान रूप से छोटे पार्श्व आकार में विभाजित करने के लिए 15 मिनट के लिए एक प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर (जैसे, सोनोट्रोड बीएस 4 डी 22 के साथ प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर यूपी 1000एचडीटी (1000 डब्ल्यू, 20 किलोहर्ट्ज) का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड ऊर्जा को घोल में लागू करें।
3. एक्सफोलिएशन की सक्रियण ऊर्जा काफी कम होने की पुष्टि करने के लिए घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणना का उपयोग करें।
4. परिणामी आरयूओ2 नैनोशीट्स एकत्र करें, जिनका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

 
आरयूओ2 नैनोशीट्स के अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन के लिए इस प्रोटोकॉल की सरलता अल्ट्रासोनिक नैनोशीट उत्पादन के लाभों को रेखांकित करती है। सोनीकेशन लगभग 1 एनएम की मोटाई के साथ उच्च गुणवत्ता वाले मोनोलेयर आरयूओ 2 नैनोशीट्स 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 आरयूओ 2 नैनोशीट्स के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हो गया।

फ्रेम का एक उच्च गति अनुक्रम (a से f तक) जो पानी में ग्रेफाइट फ्लेक्स के सोनो-मैकेनिकल एक्सफोलिएशन को दर्शाता है यूपी 200 एस का उपयोग करते हुए, 3-मिमी सोनोट्रोड के साथ 200 वाट अल्ट्रासोनिकेटर। तीर विभाजन को भेदने वाले गुहिकायन बुलबुले के साथ विभाजन (एक्सफोलिएशन) की जगह दिखाते हैं।
(अध्ययन और चित्र: © ट्युर्निना एट अल।

RuO2 एक्सफोलिएशन के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

उच्च गुणवत्ता वाले रूथेनियम ऑक्साइड नैनो-शीट्स और अन्य क्सीन 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 सटीक नियंत्रणीय सिस्टम हैं, जो प्रक्रिया मापदंडों और निरंतर उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड आउटपुट की सटीक सेटिंग के लिए अनुमति देते हैं। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर बहुत अधिक आयाम प्रदान कर सकते हैं। 24/7 ऑपरेशन में 200 μm तक के आयाम आसानी से लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रॉड्स उपलब्ध हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी ड्यूटी पर और मांग वाले वातावरण में 24/7 ऑपरेशन की अनुमति देती है।
हमारे ग्राहक Hielscher Ultrasonics प्रणालियों की उत्कृष्ट मजबूती और विश्वसनीयता से संतुष्ट हैं। भारी-शुल्क अनुप्रयोग (जैसे, बड़े पैमाने पर नैनोमटेरियल प्रसंस्करण), मांग वाले वातावरण और 24/7 संचालन के क्षेत्र में स्थापना कुशल और किफायती प्रसंस्करण सुनिश्चित करती है। 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। उबड़-खाबड़ परिस्थितियों और मांग वाले वातावरण को आसानी से Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर द्वारा नियंत्रित किया 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: