Kako napraviti nanofluids

Nanofluid je projektirana tekućina koja se sastoji od bazne tekućine koja sadrži nanočestice. Za sintezu nanofluida potrebna je učinkovita i pouzdana tehnika homogenizacije i deaglomeracije kako bi se osigurao visok stupanj ravnomjerne disperzije. Ultrazvučni raspršivači superiorna su tehnologija za proizvodnju nanofluida s izvrsnim karakteristikama. Ultrazvučna disperzija ističe se učinkovitošću, brzinom, jednostavnošću, pouzdanošću i korisničkom prijateljskošću.

Što su Nanofluids?

Nanofluid je tekućina koja sadrži čestice nano veličine (≺100nm), koje se obično nazivaju nanočestice. Nanočestice koje se koriste u nanofluidima obično su izrađene od metala, oksida, karbida ili ugljikovih nanocjevčica. Te se nanočestice raspršuju u baznu tekućinu (npr. ulje za vodu itd.) kako bi se dobio projektirani koloidni ovjes, tj. Nanofluidi pokazuju poboljšana termo-fizikalna svojstva kao što su toplinska vodljivost, toplinska difuzivnost, viskoznost i konvektivni koeficijenti prijenosa topline u usporedbi s materijalnim svojstvima osnovne tekućine.
Uobičajena primjena nanofluids je njihova uporaba kao rashladno gorivo ili rashladno mjesto. Dodavanjem nano-čestica konvencionalnim rashladnim tvarima (kao što su voda, ulje, etilen glikol, polialfaolefin itd.), poboljšavaju se toplinska svojstva konvencionalnih rashladnih sluznica.

• tekućine za hlađenje / prijenos topline
• mazivo
• biomedicinska primjena

Izrada nanofluids s ultrazvučnim homogenizatorom

Mikrostruktura nanofluida može se utjecati i manipulirati primjenom najprikladnije homogenizacijske tehnologije i parametara obrade. Ultrazvučna disperzija dokazana je kao vrlo učinkovita i pouzdana tehnika za pripremu nanofluidnih. Ultrazvučni raspršivači koriste se u istraživanju i industriji za sintezu, mljevenje, raspršivanje i homogenizaciju nanočestica s visokom ujednačenošću i uskom raspodjelom veličine čestica. Procesni parametri za sintezu nanofluida uključuju ultrazvučni unos energije, ultrazvučnu amplitude, temperaturu, tlak i kiselost. Futhermore, vrste i koncentracije reaktivnih lijekova i aditiva, kao i redoslijed, u kojem se aditivi dodaju otopini, važni su čimbenici.
Poznato je da svojstva nanofluidnih snažno ovise o strukturi i obliku nanomaterijala. Stoga je dobivanje kontroliranih mikrostruktura nanofluida glavni čimbenik koji pridonosi funkcionalnosti i kvaliteti nanofluida. Korištenje optimiziranih parametara ultrazvuka kao što su amplitude, tlak, temperatura i unos energije (Ws/ml) ključ je za proizvodnju stabilnog, ujednačenog visokokvalitetnog nanofluidnog. Ultrazvuka se može uspješno primijeniti na deaglomeraciju i raspršivanje čestica u jedno disperzacijske nanočestice. S manjom veličinom čestica, Brownov pokret (Brownian brzina) kao i interakcije čestica i čestica povećavaju se i rezultiraju stabilnijim nanofluidima. Hielscher ultrasonikatori omogućuju preciznu kontrolu nad svim važnim parametrima obrade, mogu neprekidno raditi na visokim amplitude (24/7/365) i dolaze s automatskim protokoliranjem podataka za jednostavnu procjenu svih sonikacija.

Ultrazvuk raspršeni nano-veličine silicijevog dioksida

Sonikacija poboljšala stabilnost nanofluida

Za nanofluide, aglomeracija nanočestica rezultira ne samo naseljavanjem i začepljenjem mikrokanala, već i smanjenjem toplinske vodljivosti nanofluida. Ultrazvučna deaglomeracija i disperzija široko se primjenjuju u znanosti i industriji materijala. Sonikacija je dokazana tehnika pripreme stabilnih nano-disperzija s ravnomjernom raspodjelom nanočestica i velikom stabilnošću. Stoga su Hielscherovi ultrazvučni raspršivači preferirana tehnologija, kada je u pitanju proizvodnja nanofluida.

Ultrazvučno proizvedeni nanofluidi u istraživanju

Istraživanje je istražilo učinke ultrazvuka i ultrazvučnih parametara na karakteristike nanofluida. Pročitajte više o znanstvenim nalazima o ultrazvučnoj nanofluidnoj pripremi.

Ultrazvučni učinci na al2O3 nanofluidnu pripremu

Noroozi et al. (2014) utvrdio je da je pri "većoj koncentraciji čestica došlo do većeg poboljšanja toplinske difuznosti nanofluida koja je posljedica sonikacije. Štoviše, veća stabilnost i poboljšanje toplinske difuznosti dobiveni su soljenjem nanofluida sonditorom sonde više snage prije mjerenja." Poboljšanje toplinske difuzivnosti bilo je veće za NP-ove manje veličine. To je zato što manje čestice imaju veće učinkovite omjere površine i volumena. Tako su manje čestice pomogle u formiranju stabilnog nanofluidnog i sonikacije ultrazvučnom sondom što je rezultiralo značajnim učinkom na toplinsku difuziju. (Noroozi i dr. 2014.)

Korak-po korak Uputa za ultrazvučnu proizvodnju Al2O3-vodenih nano tekućina

Prvo, odvagni masu nanočestica Al2O3 digitalnom elektroničkom ravnotežom. Zatim stavite nanočestice Al2O3 u izvaganu destiliranu vodu postupno i agitiraju mješavinu vode Al2O3. Smjesu kontinuirano sonicirajte 1h ultrazvučnim uređajem tipa sonde UP400S (400W, 24kHz, vidi pic. lijevo) kako biste proizveli ujednačenu disperziju nanočestica u destiliranoj vodi. Nanofluidi se mogu pripremiti u različitim frakcijama (0,1%, 0,5% i 1%). Nisu potrebne promjene surfaktanta ili pH.-a. (Isfahani et al., 2013.)

Ultrazvučno podešeni Aqueous ZnO Nanofluids

Elcioglu et al. (2021) u svojoj znanstvenoj studiji navode da je "Ultrazvuka bitan proces za pravilnu disperziju nanočestica u baznoj tekućini i stabilnosti, kao i za optimalna svojstva za primjene u stvarnom svijetu". Koristili su ultrazvuk UP200Ht za proizvodnju ZnO / vodenih nanofluida. Sonikacija je imala jasne učinke na površinsku napetost akvaznog ZnO nanofluidnog. Nalazi istraživača rezultiraju zaključkom da se površinska napetost, formiranje nano-filma i druge povezane značajke bilo kojeg nanofluidnog može podesiti i podesiti u odgovarajućim uvjetima ultrazvuka.

Ultrazvučni homogenizatori za proizvodnju nanofluidnih

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučne raspršivače visokih performansi za sve vrste homogenizacije i deagglomeracije. Kada je riječ o proizvodnji nanofluida, ključna je precizna kontrola sonikacije i pouzdano ultrazvučno liječenje suspenzije nanočestica.
Hielscher Ultrasonics procesori daju vam potpunu kontrolu nad svim važnim parametrima obrade kao što su unos energije, ultrazvučni intenzitet, amplitude, tlak, temperatura i vrijeme zadržavanja. Time možete prilagoditi parametre optimiziranim uvjetima, što dovodi naknadno do visokokvalitetnih nanofluida.

• Za bilo koji volumen / kapacitet: Hielscher nudi ultrazvuk i širok portfelj dodatne opreme. To omogućuje konfiguraciju idealnog ultrazvučnog sustava za vašu primjenu i proizvodni kapacitet. Od malih bočica s mililitrama do tokova velikog volumena tisuća galona na sat, Hielscher nudi prikladno ultrazvučno rješenje za vaš proces.
• Robusnost: Naši ultrazvučni sustavi su robusni i pouzdani. Svi Hielscher ultrasonikatori su izgrađeni za 24/7/365 rad i zahtijevaju vrlo malo održavanja.
• Prijateljstvo: Razrađeni softver naših ultrazvučnih uređaja omogućuje predodaberavanje i spremanje postavki sonikacije za jednostavnu i pouzdanu sonikaciju. Intuitivni izbornik lako je dostupan putem digitalnog zaslona osjetljivog na dodir. Daljinski upravljač preglednika omogućuje vam upravljanje i praćenje putem bilo kojeg internetskog preglednika. Automatsko bilježenje podataka sprema procesne parametre bilo kojeg sonikacije na ugrađenoj SD-kartici.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja: