Kako bi rastjerala jednu stjenku ugljikove nanocjevčice Pojedinačno
Jednodijelni ugljikovih nanocjevčica (SWNTs ili SWCNTs) imaju jedinstvene karakteristike, ali da bi ih izrazili moraju biti pojedinačno raspršeni. Kako bi se u potpunosti iskoristila izuzetna svojstva ugljikovih nanocjevčica s jednostrukom zidom, cijevi moraju biti potpuno odstranjene. SWNT kao i druge nanočestice pokazuju vrlo visoku atrakcijsku silu, tako da je potrebna snažna i učinkovita tehnika za pouzdanu deagglomeraciju i disperziju. Dok zajedničke tehnike miješanja ne pružaju intenzitet koji je potreban da bi se detektirali SWNT bez oštećivanja, dokazano je da ultrazvučno sredstvo velike snage uklanja i raspršuje SWCNT. Ultrazvučno generirane kavitacijske smične sile su dovoljno snažne da prevladaju sile vezanja, dok se intenzitet ultrazvuka može točno podesiti kako bi se izbjegla oštećenja SWCNT.
Problem:
Jednodijelni ugljikovih nanocjevčica (SWCNT) razlikuju se od višeslojnih ugljikovih nanocjevčica (MWNTs / MWCNTs) električnim svojstvima. Razmak benda SWCNTs može varirati od nula do 2 eV i njihova električna vodljivost ima metalik ili poluvodičko ponašanje. Budući da su ugljikovih nanocjevčica s jednostrukim zidovima izrazito kohezivna, jedna od glavnih zapreka u obradi SWCNT je inherentna netopivost cijevi u organskim otapalima ili vodi. Da bi se iskoristio puni potencijal SWCNTs, potrebno je jednostavan, pouzdan i skalabilan proces deaglomeracije cijevi. Posebno, funkcionalizacija stranih stijenki CNT ili otvorenih krajeva za stvaranje prikladnog sučelja između SWCNTs i organskog otapala rezultira samo djelomičnom eksfoliiranjem SWCNTs. Dakle, SWCNTs su uglavnom raspršeni kao snopovi umjesto individualnih deaglomeriranih užadi. Ako je stanje tijekom disperzije previše oštro, SWCNT će se skratiti na duljinu između 80 i 200 nm. Za većinu praktičnih primjena, tj. Za poluvodiče ili ojačavanje SWCNT, ta duljina je premala.

UIP2000hdT, 2kW snažan ultrazvuk za raspršivanje SWCNTs.
Riješenje:
Ultrasonication je vrlo učinkovita metoda dispergiranja i deagglomeracije ugljikovih nanocjevčica, jer ultrazvučni valovi ultrazvuka visokog intenziteta stvaraju kavitaciju u tekućinama. Zvučni valovi razmnoženi u tekućim medijima rezultiraju izmjeničnim ciklusima visokotlačnog (komprimiranog) i niskotlačnog (rijetkog) tlaka, s stopama ovisno o učestalosti. Tijekom niskotlačnog ciklusa, visokotlačni ultrazvučni valovi stvaraju male mjehuriće vakuuma ili praznine u tekućini. Kada mjehurići dosegnu volumen na kojem više ne apsorbiraju energiju, oni se snažno sruše tijekom visokotlačnog ciklusa. Taj fenomen naziva se kavitacija. Tijekom implozije dolazi do vrlo visokih temperatura (približno 5.000K) i tlaka (oko 2.000m) lokalno. Implozija mjehura kavitacije također rezultira tekućim mlazom brzine do 280 m / s. Ovi tokovi tekućih mlazova koji nastaju iz ultrazvučna kavitacija, Prevladaju sile vezanja između ugljikovih nanocjevčica i stoga, nanocijevi postaju deaglomeriranim. Blagi, kontrolirano obrada ultrazvukom je odgovarajući postupak za izradu surfaktantska postojane suspenzije raspršenih SWCNTs visoke duljine. Za kontroliranu proizvodnju SWCNTs, Hielscher je ultrazvučni procesora omogućuje radi na širokom rasponu ultrazvučnih parametara setovima. Ultrazvučni amplitude, tekućina pod tlakom i tekuća kompozicija može varirati, odnosno na specifičan materijal i proces. To pruža promjenjive mogućnosti prilagodbe, kao što je
- sonotrode amplitude do 170 mikrona
- Tekući pritisci do 10 bara
- Tekući protoci do 15 L. / min (ovisno o postupku)
- Tekući temperature do 80 mV ° C (ostale temperature na zahtjev)
- Materijal viskoznost do 100.000cp
Ultrazvučna oprema
Hielscher nudi visoku učinkovitost ultrazvučni procesora za sonication svakog volumena. Ultrazvučni uređaji iz 50 W do 16.000 W, što bi moglo postaviti u klastere, omogućuju pronalaženje odgovarajuće ultrazvučni za svaku primjenu, u laboratoriju, kao iu industriji. Za sofisticirane disperzije nanocjevčice, kontinuirani ultrazvukom se preporučuje. Koristeći Hielscher je protočna stanica, postaje moguće da se rasprši u CNTs tekućina povišene viskoznosti, kao što su polimeri, visokog viskoziteta i talina termoplastike.
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Ultrazvučno raspršivanje nanocjevčica (UP400St)

Raspršivanje CNTs s Hielscher laboratoriju naprave UP50H

Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonikatora preko bench-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.
Književnost / Reference
- Cheng, Qiaohuan; Debnath, Sourabhi; Gregan, Elizabeth; Byrne, Hugh J. (2010): Ultrasound-Assisted SWNTs Dispersion: Effects of Sonication Parameters and Solvent Properties. The Journal of Physical Chemistry C, 114(19), 2010. 8821–8827.
- Tenent, Robert; Barnes, Teresa; Bergeson, Jeremy; Ferguson, Andrew; To, Bobby; Gedvilas, Lynn; Heben, Michael; Blackburn, Jeffrey (2009): Ultrasmooth, Large‐Area, High‐Uniformity, Conductive Transparent Single‐Walled‐Carbon‐Nanotube Films for Photovoltaics Produced by Ultrasonic Spraying. Advanced Materials. 21. 3210 – 3216.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Ultrazvučni uređaji su često nazivaju sonde sonikatora, ultrazvučni homogenizator, zvučne lyser, ultrazvuk disruptora, ultrazvučno brusilica, Sono-ruptor, sonifikatorom, zvučne dismembrator, razarača stanica, ultrazvučni raspršivač ili otapanje. Različiti pojmovi proizlaze iz raznih aplikacija koje se mogu ispuniti pomoću zvučnih valova.