Snažni ultrazvuk za obradu čestica: Napomene o primjeni

Da bi u potpunosti izrazile svoje karakteristike, čestice moraju biti deaglomerirane i ravnomjerno raspršene tako da čestice’ površina je dostupna. Snažne ultrazvučne sile poznate su kao pouzdani alati za raspršivanje i mljevenje koji hvataju čestice do submikronske i nano veličine. Nadalje, sonikacija omogućuje modificiranje i funkcionalizaciju čestica, npr. oblaganjem nanočestica metalnim slojem.

U nastavku pronađite izbor čestica i tekućina s odgovarajućim preporukama, kako tretirati materijal kako biste mljeli, raspršili, deaglomerirali ili modificirali čestice pomoću ultrazvučnog homogenizatora.

Kako pripremiti svoje praškove i čestice snažnom sonikacijom.

Abecednim redom:

aerosil

Ultrazvučna primjena:
Disperzije čestica Silica Aerosil OX50 u Millipore vodi (pH 6) pripremljene su dispergiranjem 5,0 g praha u 500 mL vode pomoću ultrazvučnog procesora visokog intenziteta UP200S (200 W; 24 kHz). Disperzije silicijevog dioksida pripremljene su u otopini destilirane vode (pH = 6) pod ultrazvučnim zračenjem s UP200S 15 min. nakon čega slijedi snažno miješanje tijekom 1 h. Za podešavanje pH korištena je HCl. Sadržaj krutine u disperzijama bio je 0,1% (w/v).
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, SM; Genest, S. (2013.): Kombinacija prirodnih i termoosjetljivih polimera u flokulaciji finih disperzija silicija. Međunarodni časopis za kemiju ugljikohidrata 2013.

Al₂O₃-nanofluidi vode

Ultrazvučna primjena:
Al₂O₃-vodene nano tekućine mogu se pripremiti slijedećim koracima: Prvo, izvažite masu Al₂O₃ nanočestice pomoću digitalne elektronske vage. Zatim stavite Al₂O₃ nanočestica u izvaganu destiliranu vodu postupno i potresati Al₂O₃- mješavina vode. Ultrazvučno sonicirajte smjesu kontinuirano 1 sat s uređajem tipa ultrazvučne sonde UP400S (400W, 24kHz) za proizvodnju ravnomjerne disperzije nanočestica u destiliranoj vodi.
Nanofluidi se mogu pripremiti u različitim frakcijama (0,1%, 0,5% i 1%). Nisu potrebne promjene tenzida ili pH.
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Isfahani, AHM; Heyhat, MM (2013.): Eksperimentalna studija protoka nanofluida u mikromodelu kao poroznom mediju. Međunarodni časopis za nanoznanost i nanotehnologiju 9/2, 2013. 77-84.

Ultrazvučna disperzija aluminijeva oksida (Al2O3) rezultira značajnim smanjenjem veličine čestica i jednolikom disperzijom.

Bohemite obložene čestice silicija

Ultrazvučna primjena:
Čestice silicijevog dioksida obložene su slojem Boehmita: da bi se dobila savršeno čista površina bez organskih tvari, čestice se zagrijavaju na 450°C. Nakon mljevenja čestica kako bi se razbili aglomerati, priprema se 6 vol% vodena suspenzija (≈70 ml) i stabilizira na pH 9 dodavanjem tri kapi otopine amonijaka. Suspenzija se zatim deaglomerira ultrazvučnom obradom s an UP200S pri amplitudi od 100% (200 W) 5 min. Nakon zagrijavanja otopine na iznad 85°C dodano je 12,5 g aluminijevog sek-butoksida. Temperatura se održava na 85-90°C 90 min., a suspenzija se miješa magnetskom miješalicom tijekom cijelog postupka. Nakon toga, suspenzija se drži uz kontinuirano miješanje dok se ne ohladi ispod 40°C. Zatim je pH vrijednost podešena na 3 dodavanjem klorovodične kiseline. Odmah nakon toga, suspenzija se ultrazvučno obrađuje u ledenoj kupelji. Prašak se ispere razrjeđivanjem i zatim centrifugiranjem. Nakon uklanjanja supernatanta, čestice se suše u sušioniku na 120°C. Na kraju, čestice se toplinski tretiraju na 300°C tijekom 3 sata.
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Wyss, HM (2003.): Mikrostruktura i mehaničko ponašanje gelova s koncentriranim česticama. Disertacija Švicarskog saveznog instituta za tehnologiju 2003. str.71.

Sinteza nanokompozita kadmij(II)-tioacetamid

Ultrazvučna primjena:
Nanokompoziti kadmij(II)-tioacetamid sintetizirani su u prisutnosti i odsutnosti polivinil alkohola sonokemijskim putem. Za sonokemijsku sintezu (sono-sinteza) 0,532 g kadmij (II) acetat dihidrata (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g tioacetamida (TAA, CH3CSNH2) i 0,664 g kalijevog jodida (KI) otopljeno je u 20 ml dvostruko destilirana deionizirana voda. Ova je otopina sonicirana ultrazvučnim aparatom visoke snage tipa sonde UP400S (24 kHz, 400 W) na sobnoj temperaturi 1 h. Tijekom ultrazvučne obrade reakcijske smjese temperatura je porasla na 70-80°C kako je izmjereno termoelementom željezo-konstantin. Nakon jednog sata stvorio se svijetložuti talog. Izoliran je centrifugiranjem (4000 okretaja u minuti, 15 min), ispran dvostruko destiliranom vodom i zatim apsolutnim etanolom kako bi se uklonile zaostale nečistoće i na kraju osušen na zraku (prinos: 0,915 g, 68%). prosinca p. 200°C. Za pripremu polimernog nanokompozita, 1,992 g polivinil alkohola otopljeno je u 20 mL dvostruko destilirane deionizirane vode i zatim dodano u gornju otopinu. Ova smjesa je ozračena ultrazvučno s UP400S 1 h kada se formira svijetlo narančasti produkt.
Rezultati SEM-a pokazali su da su se u prisutnosti PVA veličine čestica smanjile s oko 38 nm na 25 nm. Zatim smo sintetizirali heksagonalne nanočestice CdS sa sfernom morfologijom iz termičke razgradnje polimernog nanokompozita, kadmij(II)-tioacetamid/PVA kao prekursora. Veličina nanočestica CdS izmjerena je XRD i SEM i rezultati su se međusobno vrlo dobro slagali.
Ranjbar i sur. (2013.) također su otkrili da je polimerni Cd(II) nanokompozit prikladan prekursor za pripremu nanočestica kadmijeva sulfida sa zanimljivom morfologijom. Svi rezultati su otkrili da se ultrazvučna sinteza može uspješno primijeniti kao jednostavna, učinkovita, jeftina, ekološki prihvatljiva i vrlo obećavajuća metoda za sintezu materijala u nanorazmjeru bez potrebe za posebnim uvjetima, kao što su visoka temperatura, dugo vrijeme reakcije i visoki tlak .
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013.): Sinteza i karakterizacija nanokompozita kadmij-tioacetamid. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO₃

Ultrazvučna primjena:
Ultrazvučno premazivanje nano-precipitiranog CaCO₃ (NPCC) sa stearinskom kiselinom kako bi se poboljšala njezina disperzija u polimeru i smanjila aglomeracija. 2 g neobloženog nano-istaloženog CaCO₃ (NPCC) je sonikirana s an UP400S u 30 ml etanola. 9 tež.% stearinske kiseline otopljeno je u etanolu. Etanol sa staerinskom kiselinom je zatim pomiješan sa sonificiranom suspenzijom.
Preporuka za uređaj:
UP400S sa sonotrodom promjera 22 mm (H22D) i protočnom ćelijom s rashladnim plaštom
Referentni/istraživački rad:
Kow, KW; Abdullah, EC; Aziz, AR (2009): Učinci ultrazvuka u presvlačenju nano-precipitiranog CaCO3 stearinskom kiselinom. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

nanokristali celuloze

Ultrazvučna primjena:
Nanokristali celuloze (CNC) pripremljeni od CNC-a celuloze eukaliptusa: Nano-kristali celuloze pripremljeni od celuloze eukaliptusa modificirani su reakcijom s metil adipoil kloridom, CNCm, ili sa smjesom octene i sumporne kiseline, CNCa. Stoga su liofilizirani CNC, CNCm i CNCa ponovno dispergirani u čistim otapalima (EA, THF ili DMF) pri 0,1 tež. %, magnetskim miješanjem preko noći na 24 ± 1 °C, nakon čega je uslijedilo 20 minuta. ultrazvučna obrada pomoću ultrazvučnog uređaja tipa sonde UP100H. Sonikacija je provedena sa 130 W/cm² intenzitet na 24 ± 1 degC. Nakon toga u CNC disperziju dodan je CAB, tako da je konačna koncentracija polimera bila 0,9 tež.%.
Preporuka za uređaj:
UP100H
Referentni/istraživački rad:
Blachechen, LS; de Mesquita, JP; de Paula, EL; Pereira, FV; Petri, DFS (2013.): Međudjelovanje koloidne stabilnosti nanokristala celuloze i njihove disperzibilnosti u matrici celuloznog acetat butirata. Celuloza 20/3, 2013. 1329-1342.

Silan dopiran cerijevim nitratom

Ultrazvučna primjena:
Hladno valjane ploče od ugljičnog čelika (6,5 cm 6,5 cm 0,3 cm; kemijski očišćene i mehanički polirane) korištene su kao metalne podloge. Prije nanošenja premaza, ploče su ultrazvučno očišćene acetonom, zatim očišćene alkalnom otopinom (0,3 molL 1 otopina NaOH) na 60°C tijekom 10 minuta. Za korištenje kao temeljnog premaza, prije predtretmana supstrata, tipična formulacija koja uključuje 50 dijelova γ-glicidoksipropiltrimetoksisilana (γ-GPS) razrijeđena je s oko 950 dijelova metanola, u pH 4,5 (podešen octenom kiselinom) i ostavljena za hidrolizu silan. Postupak pripreme dopiranog silana s cerijevim nitratnim pigmentima bio je isti, osim što je 1, 2, 3 wt% cerijevog nitrata dodano u otopinu metanola prije dodavanja (γ-GPS), zatim je ta otopina miješana propelerskom miješalicom na 1600 o/min 30 min. na sobnoj temperaturi. Zatim su disperzije koje sadrže cerijev nitrat sonikirane 30 minuta na 40°C s vanjskom kupkom za hlađenje. Ultrasonication proces je izveden s ultrasonicator UIP1000hd (1000 W, 20 kHz) s ulaznom ultrazvučnom snagom od oko 1 W/mL. Predtretman supstrata je proveden ispiranjem svake ploče 100 sekundi. odgovarajućom otopinom silana. Nakon obrade, ploče su ostavljene da se suše na sobnoj temperaturi 24 sata, zatim su prethodno obrađene ploče obložene dvokomponentnim epoksidom očvrslim aminom. (Epon 828, shell Co.) za izradu mokrog filma debljine 90 μm. Ploče obložene epoksidom ostavljene su da se stvrdnjavaju 1 sat na 115°C, nakon stvrdnjavanja epoksidnih premaza; debljina suhog filma bila je oko 60 μm.
Preporuka za uređaj:
UIP1000hd
Referentni/istraživački rad:
Zaferani, SH; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013.): Elektrokemijski učinci predtretmana silanom koji sadrže cerijev nitrat na svojstva katodnog odvajanja čelika presvučenog epoksidom. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

Glina: disperzija/frakcioniranje

Ultrazvučna primjena:
Frakcioniranje po veličini čestica: Za izolaciju < 1 μm čestice od 1-2 μm čestice, čestice veličine gline (< 2 μm) razdvojeni su u ultrazvučnom polju i sljedećom primjenom različitih brzina taloženja.
Čestice veličine gline (< 2 μm) odvojeni su ultrazvučnom obradom s unosom energije od 300 J mL^-1 (1 min.) pomoću ultrazvučnog dezintegratora tipa sonde UP200S (200W, 24kHz) opremljen sonotrodom S7 promjera 7 mm. Nakon ultrazvučnog zračenja uzorak je centrifugiran na 110 xg (1000 okretaja u minuti) 3 minute. Faza taloženja (ostatak frakcioniranja) je zatim korištena u frakcioniranju gustoće za izolaciju lakih frakcija gustoće, te je dobivena plutajuća faza (< frakcija od 2 μm) prebačena je u drugu epruvetu za centrifugiranje i centrifugirana na 440 xg (2000 okretaja u minuti) 10 minuta. odvojiti < 1 μm frakcija (supernatant) iz 1-2 μm frakcije (sediment). Supernatant koji sadrži < Frakcija od 1 μm prebačena je u drugu epruvetu za centrifugiranje i nakon dodavanja 1 mL MgSO₄ centrifugirano na 1410 xg (4000 okretaja u minuti) 10 minuta da se ostatak vode dekantira.
Kako bi se izbjeglo pregrijavanje uzorka, postupak je ponovljen 15 puta.
Preporuka za uređaj:
UP200S sa S7 ili UP200St sa S26d7
Referentni/istraživački rad:
Jakubowska, J. (2007): Učinak vrste vode za navodnjavanje na frakcije organske tvari tla (SOM) i njihove interakcije s hidrofobnim spojevima. Disertacija Martin-Luther University Halle-Wittenberg 2007.

Glina: Eksfolijacija anorganske gline

Ultrazvučna primjena:
Anorganska glina oljuštena je kako bi se pripremili nanokompoziti na bazi pululana za disperziju premaza. Stoga je fiksna količina pululana (4 tež.% mokre baze) otopljena u vodi na 25°C tijekom 1 sata uz lagano miješanje (500 okretaja u minuti). U isto vrijeme, prah gline, u količini u rasponu od 0,2 do 3,0 tež%, dispergiran je u vodi uz snažno miješanje (1000 okretaja u minuti) tijekom 15 minuta. Dobivena disperzija je ultrazvučno obrađena pomoću an UP400S (vlast_max = 400 W; frekvencija = 24 kHz) ultrazvučni uređaj opremljen titanskom sonotrodom H14, promjer vrha 14 mm, amplituda_max = 125 μm; površinski intenzitet = 105 Wcm^-2) pod sljedećim uvjetima: 0,5 ciklusa i 50% amplitude. Trajanje ultrazvučnog tretmana variralo je u skladu s eksperimentalnim dizajnom. Organska otopina pululana i anorganska disperzija su zatim pomiješane uz lagano miješanje (500 okretaja u minuti) dodatnih 90 minuta. Nakon miješanja, koncentracije dviju komponenti odgovarale su anorgansko/organskom (I/O) omjeru u rasponu od 0,05 do 0,75. Raspodjela veličina u vodenoj disperziji Na⁺-MMT gline prije i poslije ultrazvučnog tretmana procijenjene su pomoću IKO-Sizer CC-1 analizatora nanočestica.
Utvrđeno je da je za fiksnu količinu gline najučinkovitije vrijeme sonikacije 15 minuta, dok dulji tretman ultrazvukom povećava P'O₂ vrijednost (zbog reagregacije) koja se ponovno smanjuje pri najvećem vremenu sonikacije (45 min), vjerojatno zbog fragmentacije i trombocita i taktoida.
Prema eksperimentalnoj postavci usvojenoj u Introzzijevoj disertaciji, izlaz jedinice energije od 725 Ws mL^-1 izračunato je za 15-minutni tretman dok je produženo vrijeme ultrazvučne obrade od 45 minuta dalo jediničnu potrošnju energije od 2060 Ws mL^-1. To bi omogućilo uštedu prilično velike količine energije tijekom cijelog procesa, što će se na kraju odraziti na konačne troškove protoka.
Preporuka za uređaj:
UP400S sa sonotrodom H14
Referentni/istraživački rad:
Introzzi, L. (2012.): Razvoj visokoučinkovitih biopolimernih premaza za pakiranje hrane. Disertacija Sveučilište u Milanu 2012.

vodljiva tinta

Ultrazvučna primjena:
Vodljiva tinta pripremljena je dispergiranjem Cu+C i Cu+CNT čestica s disperzantima u miješanom otapalu (Publikacija IV). Disperzanti su bila tri dispergirajuća sredstva visoke molekularne težine, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 i DISPERBYK-2012, namijenjena za disperzije pigmenta čađe na bazi vode tvrtke BYK Chemie GmbH. Kao glavno otapalo korištena je deionizirana voda (DIW). Kao suotapala korišteni su etilen glikol monometil eter (EGME) (Sigma-Aldrich), etilen glikol monobutil eter (EGBE) (Merck) i n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen).
Miješana suspenzija je sonicirana 10 minuta u ledenoj kupelji pomoću a UP400S ultrazvučni procesor. Nakon toga, suspenzija je ostavljena da se taloži jedan sat, nakon čega je uslijedilo dekantiranje. Prije presvlačenja ili tiskanja, suspenzija je sonicirana u ultrazvučnoj kupki 10 minuta.
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Forsman, J. (2013.): Proizvodnja nanočestica Co, Ni i Cu redukcijom vodika. Disertacija VTT Finska 2013.

Ultrasonication je vrlo učinkovit za smanjenje veličine čestica i disperziju pigmenata u inkjet tinti.

Bakar fatocijanin

Ultrazvučna primjena:
Razgradnja metaloftalocijanina
Bakreni fatocijanin (CuPc) sonikiran je vodom i organskim otapalima na sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku u prisutnosti oksidansa kao katalizatora pomoću ultrazvučnog uređaja od 500 W UIP500hd s protočnom komorom. Intenzitet sonikacije: 37–59 W/cm², mješavina uzorka: 5 mL uzorka (100 mg/L), 50 D/D vode s koloformom i piridinom na 60% ultrazvučne amplitude. Temperatura reakcije: 20°C pri atmosferskom tlaku.
Stopa uništenja do 95% unutar 50 min. sonikacije.
Preporuka za uređaj:
UIP500hd

Dibutirilkitin (DBCH)

Ultrazvučna primjena:
Duge polimerne makromolekule mogu se razbiti ultrazvukom. Ultrazvučno potpomognuto smanjenje molarne mase omogućuje izbjegavanje neželjenih nuspojava ili odvajanje nusproizvoda. Vjeruje se da je ultrazvučna degradacija, za razliku od kemijske ili toplinske dekompozicije, nenasumičan proces, s cijepanjem koje se odvija otprilike u središtu molekule. Zbog toga se veće makromolekule brže razgrađuju.
Eksperimenti su izvedeni pomoću generatora ultrazvuka UP200S opremljen sonotrodom S2. Ultrazvučna postavka bila je pri ulaznoj snazi od 150 W. Korištene su otopine dibutirilhitina u dimetilacetamidu, u koncentraciji dibutirilhitina od 0,3 g/100 cm3 volumena 25 cm3. Sonotroda (ultrazvučna sonda/rog) uronjena je u otopinu polimera 30 mm ispod razine površine. Otopina je stavljena u termostatiranu vodenu kupelj održavanu na 25°C. Svaka otopina je ozračena u prethodno određenom vremenskom intervalu. Nakon tog vremena otopina je razrijeđena 3 puta i podvrgnuta analizi ekskluzijskom kromatografijom.
Prikazani rezultati pokazuju da dibutirilkitin ne prolazi kroz destrukciju snažnim ultrazvukom, već dolazi do degradacije polimera, što se podrazumijeva kao kontrolirana sonokemijska reakcija. Stoga se ultrazvuk može upotrijebiti za smanjenje prosječne molarne mase dibutirilhitina, a isto vrijedi i za omjer prosječne težine prema prosječnoj molarnoj masi. Uočene promjene se pojačavaju povećanjem snage ultrazvuka i trajanja sonifikacije. Također je postojao značajan učinak početne molarne mase na opseg razgradnje DBCH u ispitivanim uvjetima sonifikacije: što je veća početna molarna masa, veći je stupanj razgradnje.
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Ultrazvučna razgradnja dibuirilhitina. Poljsko hitinsko društvo, Monografija XI, 2006. 123-128.

Ferocin prah

Ultrazvučna primjena:
Sonokemijski put za pripremu SWNCNT-a: prah silicijevog dioksida (promjera 2-5 mm) dodaje se u otopinu 0,01 mol% ferocena u p-ksilenu nakon čega slijedi sonikacija s UP200S opremljen sondom s vrhom od titana (sonotroda S14). Ultrazvuk je proveden 20 minuta. na sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku. Ultrazvučno potpomognutom sintezom, SWCNTs visoke čistoće proizvedeni su na površini silicijevog praha.
Preporuka za uređaj:
UP200S ultrazvučnom sondom S14
Referentni/istraživački rad:
Srinivasan C. (2005.): ZVUČNA metoda za sintezu ugljikovih nanocijevi s jednom stijenkom u uvjetima okoline. Current Science 88/ 1, 2005. 12-13.

Leteći pepeo / Metakaolinit

Ultrazvučna primjena:
Test ispiranja: 100 mL otopine za ispiranje dodano je u 50 g krutog uzorka. Intenzitet sonikacije: max. 85 W/cm² s UP200S u vodenoj kupelji od 20°C.
Geopolimerizacija: kaša je pomiješana s an UP200S ultrazvučni homogenizator za geopolimerizaciju. Intenzitet sonikacije bio je max. 85 W/cm². Za hlađenje je provedena sonikacija u kupelji s ledenom vodom.
Primjena snažnog ultrazvuka za geopolimerizaciju rezultira povećanjem tlačne čvrstoće formiranih geopolimera i povećanjem čvrstoće s povećanjem sonikacije do određenog vremena. Otapanje metakaolinita i letećeg pepela u alkalnim otopinama pojačano je ultrazvučnom obradom jer je više Al i Si otpušteno u gel fazu za polikondenzaciju.
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, JSJ (2004): Ultrazvučno poboljšana geopolimerizacija. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571-580

grafen

Ultrazvučna primjena:
Listovi čistog grafena mogu se proizvesti u velikim količinama kao što je prikazano radom Stengla i sur. (2011) tijekom proizvodnje nestehiometrijskog TiO₂ grafenski nano kompozit toplinskom hidrolizom suspenzije s grafenskim nanopločama i titanijevim perokso kompleksom. Nanoploče od čistog grafena proizvedene su od prirodnog grafita uz ultrazvučnu obradu s ultrazvučnim procesorom od 1000 W UIP1000hd u visokotlačnoj ultrazvučnoj reaktorskoj komori na 5 bara. Dobivene grafenske ploče karakteriziraju visoka specifična površina i jedinstvena elektronska svojstva. Istraživači tvrde da je kvaliteta ultrazvučno pripremljenog grafena mnogo veća od grafena dobivenog Hummerovom metodom, gdje se grafit ljušti i oksidira. Kako se fizički uvjeti u ultrazvučnom reaktoru mogu precizno kontrolirati i uz pretpostavku da će koncentracija grafena kao dopanta varirati u rasponu od 1 – 0,001%, proizvodnja grafena u kontinuiranom sustavu na komercijalnoj razini je moguća.
Preporuka za uređaj:
UIP1000hd
Referentni/istraživački rad:
Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011.): Nanokompozit TiO2-grafena kao visokoučinkoviti fotokatalizatori. U: Časopis za fizikalnu kemiju C 115/2011. str. 25209-25218.
Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvučnoj proizvodnji i pripremi grafena!

grafen oksid

Ultrazvučna primjena:
Slojevi grafen oksida (GO) pripremljeni su na sljedeći način: 25 mg praha grafen oksida dodano je u 200 ml deionizirane vode. Miješanjem su dobili nehomogenu smeđu suspenziju. Dobivene suspenzije su sonikirane (30 min, 1,3 × 105J), a nakon sušenja (na 373 K) proizveden je ultrazvučno tretirani grafen oksid. FTIR spektroskopija pokazala je da ultrazvučni tretman nije promijenio funkcionalne skupine grafen oksida.
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Oh, W. Ch.; Chen, ML; Zhang, K.; Zhang, FJ; Jang, WK (2010.): Učinak toplinske i ultrazvučne obrade na stvaranje grafen-oksidnih nanoploča. Časopis Korejskog fizikalnog društva 4/56, 2010. str. 1097-1102.
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnom grafenskom pilingu i pripremi!

Dlakave polimerne nanočestice razgradnjom poli(vinil alkohola)

Ultrazvučna primjena:
Jednostavan postupak u jednom koraku, temeljen na sonokemijskoj razgradnji polimera topivih u vodi u vodenoj otopini u prisutnosti hidrofobnog monomera, dovodi do funkcionalnih vlaknastih polimernih čestica u serumu bez ostataka. Sve polimerizacije izvedene su u staklenom reaktoru s dvostrukom stijenkom od 250 mL, opremljenom pregradama, temperaturnim senzorom, magnetskom mješalicom i Hielscherom US200S ultrazvučni procesor (200 W, 24 kHz) opremljen sonotrodom od titana S14 (promjer = 14 mm, duljina = 100 mm).
Otopina poli(vinil alkohola) (PVOH) pripremljena je otapanjem točne količine PVOH u vodi, preko noći na 50°C uz snažno miješanje. Prije polimerizacije, otopina PVOH je stavljena u reaktor i temperatura je podešena na željenu temperaturu reakcije. Otopina PVOH i monomer su odvojeno pročišćeni argonom 1 sat. Potrebna količina monomera dodana je kap po kap u otopinu PVOH uz snažno miješanje. Nakon toga je iz tekućine uklonjeno pročišćavanje argonom i započeta je ultrazvučna obrada s UP200S pri amplitudi od 80%. Ovdje treba napomenuti da uporaba argona služi u dvije svrhe: (1) uklanjanje kisika i (2) potreban je za stvaranje ultrazvučnih kavitacija. Stoga bi kontinuirani protok argona u načelu bio koristan za polimerizaciju, ali je došlo do prekomjernog pjenjenja; postupak koji smo ovdje slijedili izbjegao je ovaj problem i bio je dovoljan za učinkovitu polimerizaciju. Uzorci su uzimani povremeno radi praćenja konverzije gravimetrijom, distribucije molekulske težine i/ili distribucije veličine čestica.
Preporuka za uređaj:
US200S
Referentni/istraživački rad:
Smeets, NMB; E-Rramdani, M.; Van Hal, RCF; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, JPA (2010.): Jednostavan sonokemijski put u jednom koraku prema funkcionalnim dlakavim polimernim nanočesticama. Meka tvar, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNTs

Ultrazvučna primjena:
Disperzija HiPco-SWCNT s UP400S: U bočici od 5 mL 0,5 mg oksidiranih HiPcoTM SWCNT (0,04 mmol ugljika) suspendirano je u 2 mL deionizirane vode ultrazvučnim procesorom UP400S da se dobije suspenzija crne boje (0,25 mg/mL SWCNT). Ovoj suspenziji je dodano 1,4 μL otopine PDDA (20 wt./%, molekulska težina = 100,000-200,000) i smjesa je vrtloženo miješana 2 minute. Nakon dodatne sonikacije u vodenoj kupelji od 5 minuta, suspenzija nanocijevi je centrifugirana na 5000 g 10 minuta. Supernatant je uzet za AFM mjerenja i zatim funkcionaliziran sa siRNA.
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Jung, A. (2007.): Funkcionalni materijali temeljeni na ugljikovim nanocjevčicama. Disertacija Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Hidroksiapatitna bio-keramika

Ultrazvučna primjena:
Za sintezu nano-HAP, 40 mL otopine 0,32 M Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O je stavljeno u malu čašu. pH otopine je tada podešen na 9,0 s približno 2,5 mL amonijevog hidroksida. Otopina je zatim sonicirana s ultrazvučnim procesorom UP50H (50 W, 30 kHz) opremljen sonotrodom MS7 (promjer roga 7 mm) postavljenom na maksimalnu amplitudu od 100% tijekom 1 sata. Na kraju prvog sata dodano je 60 mL otopine 0,19 M [KH₂PO₄] je zatim polako dodan kap po kap u prvu otopinu dok je bio podvrgnut drugom satu ultrazvučnog zračenja. Tijekom procesa miješanja pH vrijednost je provjeravana i održavana na 9 dok je omjer Ca/P održavan na 1,67. Otopina je zatim filtrirana centrifugiranjem (~2000 g), nakon čega je dobiveni bijeli talog podijeljen u više uzoraka za toplinsku obradu. Izrađena su dva seta uzoraka, prvi se sastojao od dvanaest uzoraka za termičku obradu u cijevnoj peći, a drugi od pet uzoraka za mikrovalnu obradu
Preporuka za uređaj:
UP50H
Referentni/istraživački rad:
Poinern, GJE; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Đorđević, S.; Prokić, M.; Fawcett, D. (2011.): Toplinski i ultrazvučni utjecaj u formiranju nanometarske hidroksiapatitne biokeramike. Međunarodni časopis za nanomedicinu 6, 2011. 2083-2095.

Ultrazvučno reducirani i dispergirani kalcij-hidroksiapatit

Anorganski WS sličan fulerenu₂ nanočestice

Ultrazvučna primjena:
Ultrazvučna obrada tijekom elektrotaloženja anorganskog fulerena (IF) sličnog WS₂ nanočestica u matrici nikla dovodi do ravnomjernijeg i kompaktnijeg premaza. Štoviše, primjena ultrazvuka ima značajan učinak na težinski postotak čestica ugrađenih u talog metala. Prema tome, tež.% IF-WS₂ čestica u matrici nikla povećava se s 4,5 tež. % (u filmovima uzgojenim samo uz mehaničko miješanje) na oko 7 tež. % (u filmovima pripremljenim ultrazvukom pri 30 W cm^-2 intenziteta ultrazvuka).
Ni/IF-WS₂ nanokompozitne prevlake su elektrolitički taložene iz standardne nikl Watts kupke u koju je industrijska kvaliteta IF-WS₂ (anorganski fulereni-WS₂) dodane su nanočestice.
Za eksperiment, IF-WS₂ je dodan nikalnim Wattsovim elektrolitima i suspenzije su intenzivno miješane pomoću magnetske miješalice (300 okretaja u minuti) najmanje 24 h na sobnoj temperaturi prije eksperimenata kododlaganja. Neposredno prije procesa elektrotaloženja, suspenzije su podvrgnute 10 min. ultrazvučna prethodna obrada kako bi se izbjeglo nakupljanje. Za ultrazvučno zračenje, an UP200S ultrazvučni uređaj tipa sonde sa sonotrodom S14 (promjer vrha 14 mm) podešen je na 55% amplitude.
Cilindrične staklene ćelije s volumenom od 200 mL korištene su za eksperimente kodpozicije. Premazi su naneseni na ravne komercijalne katode od mekog čelika (klasa St37) od 3 cm². Anoda je bila folija od čistog nikla (3 cm²) postavljen sa strane posude, licem u lice prema katodi. Razmak između anode i katode bio je 4 cm. Podloge su odmašćene, isprane u hladnoj destiliranoj vodi, aktivirane u 15% otopini HCl (1 min.) i ponovno isprane u destiliranoj vodi. Elektrokodepozicija je provedena pri konstantnoj gustoći struje od 5,0 A dm^-2 tijekom 1 h korištenjem istosmjernog napajanja (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Kako bi se održala ujednačena koncentracija čestica u rasutoj otopini, korištene su dvije metode miješanja tijekom procesa elektrotaloženja: mehaničko miješanje pomoću magnetske miješalice (ω = 300 okretaja u minuti) smještene na dnu ćelije i ultrazvučna obrada sondom. ultrazvučni uređaj UP200S. Ultrazvučna sonda (sonotroda) izravno je uronjena u otopinu odozgo i točno postavljena između radne i protuelektrode na način da nije bilo zaštite. Intenzitet ultrazvuka usmjerenog na elektrokemijski sustav varirao je kontrolom amplitude ultrazvuka. U ovoj studiji, amplituda vibracija je podešena na 25, 55 i 75% u kontinuiranom načinu rada, što odgovara ultrazvučnom intenzitetu od 20, 30 i 40 W cm^-2 mjereno procesorom spojenim na ultrazvučni mjerač snage (Hielscher Ultrasonics). Temperatura elektrolita je održavana na 55°C pomoću termostata. Temperatura je mjerena prije i poslije svakog eksperimenta. Porast temperature zbog ultrazvučne energije nije premašio 2–4°C. Nakon elektrolize, uzorci su ultrazvučno očišćeni u etanolu 1 minutu. za uklanjanje slabo adsorbiranih čestica s površine.
Preporuka za uređaj:
UP200S s ultrazvučnom rogom / sonotrodom S14
Referentni/istraživački rad:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, JA; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Kopozicija anorganskih WS2 nanočestica sličnih fulerenu u elektrodeponiranoj nikalnoj matrici pod utjecajem ultrazvučne agitacije. Electrochimica Acta 114, 2013. 859-867.

Sinteza lateksa

Ultrazvučna primjena:
Priprema P(St-BA) lateksa
Čestice P(St-BA) poli(stiren-r-butil akrilata) P(St-BA) lateksa sintetizirane su emulzijskom polimerizacijom u prisutnosti surfaktanta DBSA. 1 g DBSA prvo je otopljen u 100 mL vode u tikvici s tri grla i pH vrijednost otopine je podešena na 2,0. Mješoviti monomeri od 2,80 g St i 8,40 g BA s inicijatorom AIBN (0,168 g) uliveni su u otopinu DBSA. U/V emulzija je pripremljena magnetskim miješanjem 1 h nakon čega je uslijedila sonikacija sa UIP1000hd opremljen ultrazvučnim sirenom (sonda/sonotroda) još 30 minuta u ledenoj kupelji. Konačno, polimerizacija je provedena na 90°C u uljnoj kupelji 2 sata u atmosferi dušika.
Preporuka za uređaj:
UIP1000hd
Referentni/istraživački rad:
Izrada fleksibilnih vodljivih filmova izvedenih od poli(3,4-etilendioksitiofen)epoli(stirensulfonske kiseline) (PEDOT:PSS) na podlozi od netkanog materijala. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
Kliknite ovdje da biste pročitali više o sono-sintezi lateksa!

Uklanjanje olova (Sono-izlučivanje)

Ultrazvučna primjena:
Ultrazvučno ispiranje olova iz kontaminiranog tla:
Eksperimenti ultrazvučnog ispiranja izvedeni su ultrazvučnim uređajem UP400S sa zvučnom sondom od titana (promjera 14mm), koja radi na frekvenciji od 20kHz. Ultrazvučna sonda (sonotroda) kalorimetrijski je kalibrirana s ultrazvučnim intenzitetom postavljenim na 51 ± 0,4 W cm^-2 za sve pokuse ispiranja sonom. Eksperimenti sonološkog ispiranja termostatirani su pomoću staklene ćelije s ravnim dnom na 25 ± 1°C. Tri su sustava korištena kao otopine za ispiranje tla (0,1 L) uz sonikaciju: 6 mL od 0,3 mol L^-2 otopine octene kiseline (pH 3,24), 3% (v/v) otopine dušične kiseline (pH 0,17) i pufera octene kiseline/acetata (pH 4,79) pripremljenog miješanjem 60 mL 0f 0,3 mol L^-1 octene kiseline s 19 mL 0,5 mol L^-1 NaOH. Nakon procesa sono-ispiranja, uzorci su filtrirani filtar papirom kako bi se otopina procjedne vode odvojila od tla, nakon čega je uslijedilo elektrotaloženje otopine procjedne vode olovom i digestija tla nakon primjene ultrazvuka.
Dokazano je da je ultrazvuk vrijedan alat u poboljšanju istjecanja olova iz onečišćenog tla. Ultrazvuk je također učinkovita metoda za gotovo potpuno uklanjanje olova koje se može isprati iz tla, što rezultira mnogo manje opasnim tlom.
Preporuka za uređaj:
UP400S sa sonotrodom H14
Referentni/istraživački rad:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultrazvučno ispiranje i elektrokemijska obrada u kombinaciji za uklanjanje olova iz tla. Časopis o novim materijalima za elektrokemijske sustave 10, 2007. 195-199.

Priprema suspenzije nanočestica

Ultrazvučna primjena:
Goli nTiO2 (5 nm transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM)) i nZnO (20 nm TEM) te praškovi obloženi polimerom nTiO2 (3-4 nm TEM) i nZnO (3-9 nm TEM) korišteni su za pripremu suspenzija nanočestica. Kristalni oblik NP bio je anataz za nTiO2 i amorfan za nZnO.
0.1 g praha nanočestica izvagan je u čašu od 250 mL koja je sadržavala nekoliko kapi deionizirane (DI) vode. Nanočestice su zatim pomiješane s lopaticom od nehrđajućeg čelika, a čaša je napunjena do 200 mL s DI vodom, miješana i zatim ultrazvučno 60 sekundi. na 90% amplitude s Hielscherovim UP200S ultrazvučni procesor, dajući suspenziju od 0,5 g/L. Sve matične suspenzije držane su maksimalno dva dana na 4°C.
Preporuka za uređaj:
UP200S ili UP200St
Referentni/istraživački rad:
Petosa, AR (2013.): Prijenos, taloženje i agregacija nanočestica metalnog oksida u zasićenom zrnatom poroznom mediju: uloga kemije vode, površine kolektora i prevlake čestica. Disertacija McGill University Montreal, Quebec, Kanada 2013. 111-153.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj disperziji nano čestica!

Taloženje nanočestica magnetita

Ultrazvučna primjena:
Magnetit (Fe₃O₄) nanočestice se proizvode suprecipitacijom vodene otopine željezo(III)klorid heksahidrata i željezo(II)sulfata heptahidrata s molarnim omjerom Fe3+/Fe2+ = 2:1. Otopina željeza se istaloži s koncentriranim amonijevim hidroksidom odnosno natrijevim hidroksidom. Reakcija taloženja provodi se pod ultrazvučnim zračenjem, dovođenjem reaktanata kroz kavijacijsku zonu u ultrazvučnoj protočnoj komori reaktora. Kako bi se izbjegao bilo kakav gradijent pH, taložnik se mora pumpati u suvišku. Raspodjela veličine čestica magnetita izmjerena je fotonskom korelacijskom spektroskopijom. Miješanje inducirano ultrazvukom smanjuje srednju veličinu čestica s 12-14 nm na oko 5-6 nm.
Preporuka za uređaj:
UIP1000hd s protočnim reaktorom
Referentni/istraživački rad:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, UA (2004.): Continuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Poster predstavljen na godišnjoj skupštini GVC-a 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, UA (2006.): Radni parametri kontinuiranog reaktora za sonokemijsko taloženje. Proc. 5. WCPT, Orlando Florida, 23.-27. travnja 2006.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnom taloženju!

Puderi nikla

Ultrazvučna primjena:
Priprema suspenzije praha Ni s polielektrolitom na bazičnom pH (kako bi se spriječilo otapanje i pospješilo razvoj vrsta obogaćenih NiO na površini), polielektrolitom na bazi akrila i tetrametilamonijevim hidroksidom (TMAH).
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, LA; de la Fuente, GF; Bona, MT; Mayoral, C.; Andres, JM; Sanchez-Herencia, J. (2009.): Izrada supravodljivih premaza na strukturnim keramičkim pločicama. Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041-3044.

PbS – Sinteza nanočestica olovnog sulfida

Ultrazvučna primjena:
Na sobnoj temperaturi, 0,151 g olovnog acetata (Pb(CH3COO)2.3H2O) i 0,03 g TAA (CH3CSNH2) dodano je u 5 mL ionske tekućine [EMIM] [EtSO4] i 15 mL dvostruko destilirane vode u čaši od 50 mL nametnuti ultrazvučnom zračenju s an UP200S 7 min. Vrh ultrazvučne sonde/sonotrode S1 uronjen je izravno u reakcijsku otopinu. Nastala suspenzija tamno smeđe boje je centrifugirana da se izvuče talog i isprana dva puta dvostruko destiliranom vodom i etanolom kako bi se uklonili neizreagirani reagensi. Kako bi se istražio učinak ultrazvuka na svojstva proizvoda, pripremljen je još jedan usporedni uzorak, održavajući konstantne parametre reakcije osim što je proizvod pripremljen kontinuiranim miješanjem tijekom 24 sata bez pomoći ultrazvučnog zračenja.
Sinteza potpomognuta ultrazvukom u vodenoj ionskoj tekućini na sobnoj temperaturi predložena je za pripremu nanočestica PbS. Ova ekološki benigna zelena metoda na sobnoj temperaturi je brza i bez šablona, što značajno skraćuje vrijeme sinteze i izbjegava komplicirane sintetske postupke. Pripremljeni nanoklasteri pokazuju ogroman plavi pomak od 3,86 eV koji se može pripisati vrlo maloj veličini čestica i učinku kvantnog ograničenja.
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Behboudnija, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Lagana priprema i karakterizacija nanočestica PbS u vodenoj [EMIM][EtSO4] ionskoj tekućini pri sobnoj temperaturi korištenjem ultrazvučnog zračenja. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53-56.

Pročišćene nanocijevi

Ultrazvučna primjena:
Pročišćene nanocijevi su zatim suspendirane u 1,2-dikloroetanu (DCE) sonikacijom ultrazvučnim uređajem velike snage UP400S, 400 W, 24 kHz) u pulsirajućem načinu rada (ciklusi) kako bi se dobila suspenzija crne boje. Snopovi aglomeriranih nanocjevčica su zatim uklonjeni u koraku centrifugiranja tijekom 5 minuta pri 5000 okretaja u minuti.
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Witte, P. (2008.): Amfifilni fulereni za biomedicinske i optoelektroničke primjene. Disertacija Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

SAN/CNTs kompozit

Ultrazvučna primjena:
Za raspršivanje CNT-a u SAN matrici korišten je Hielscher UIS250V sa sonotrodom za sonikaciju. Prvi CNT su raspršeni u 50 mL destilirane vode sonikacijom oko 30 minuta. Za stabilizaciju otopine, dodan je SDS u omjeru od ~1% otopine. Nakon toga je dobivena vodena disperzija CNT spojena sa suspenzijom polimera i miješana 30 min. s Heidolph RZR 2051 mehaničkom mješalicom, a zatim više puta sonicirano 30 min. Za analizu, SAN disperzije koje sadrže različite koncentracije CNT-a izlivene su u teflonske oblike i osušene na sobnoj temperaturi 3-4 dana.
Preporuka za uređaj:
UIS250v
Referentni/istraživački rad:
Bitenieks, J.; Meri, RM; Žičans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, VE (2012): Nanokompoziti stiren-akrilat/ugljične nanocijevi: mehanička, toplinska i električna svojstva. U: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 61/ 3, 2012. 172–177.

Silicij karbid (SiC) nanoprah

Ultrazvučna primjena:
Nanoprah silicijevog karbida (SiC) je deaglomeriran i raspoređen u tetrahidrofuranskoj otopini boje pomoću Hielscher UP200S ultrazvučni procesor velike snage, radi pri gustoći akustične snage od 80 W/cm². Deaglomeracija SiC-a najprije je provedena u čistom otapalu s malo deterdženta, a potom su dodani dijelovi boje. Cijeli proces trajao je 30 minuta, odnosno 60 minuta u slučaju uzoraka pripremljenih za premazivanje umakanjem i sitotisak. Tijekom ultrazvuka osigurano je odgovarajuće hlađenje smjese kako bi se izbjeglo vrenje otapala. Nakon ultrazvučne obrade, tetrahidrofuran je isparen u rotacijskom isparivaču, a učvršćivač je dodan u smjesu kako bi se dobila odgovarajuća viskoznost za tiskanje. Koncentracija SiC u dobivenom kompozitu bila je 3% težinski u uzorcima pripremljenim za premazivanje umakanjem. Za sitotisak su pripremljene dvije serije uzoraka sa sadržajem SiC od 1 – 3 % wt za preliminarna ispitivanja trošenja i trenja i 1.6 – 2,4% wt za fino podešavanje kompozita na temelju rezultata ispitivanja trošenja i trenja.
Preporuka za uređaj:
UP200S
Referentni/istraživački rad:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Elastični zatezač pređe s nekontinuiranim nanokompozitnim uzorkom protiv trošenja. Vlakna & Textiles in Eastern Europe 17/ 1, 2009. 91-96.

SWNT ugljikove nanocijevi s jednom stijenkom

Ultrazvučna primjena:
Sonokemijska sinteza: 10 mg SWNT i 30 ml 2% MCB otopine 10 mg SWNT i 30 ml 2% MCB otopine, UP400S Intenzitet sonikacije: 300 W/cm2, trajanje sonikacije: 5h
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001.): Jednostavan način za kemijsku reakciju ugljikovih nanocijevi s jednom stijenkom s organskim materijalima pomoću ultrazvučne obrade. Nano pisma 1/ 7, 2001. 361–363.

Tiolirani SWCNT

Ultrazvučna primjena:
25 mg tioliranih SWCNT (2,1 mmol ugljika) suspendirano je u 50 mL deionizirane vode pomoću ultrazvučnog procesora od 400 W (UP400S). Zatim je suspenzija dodana u svježe pripremljenu otopinu Au(NP) i smjesa je miješana 1 sat. Au(NP)-SWCNT ekstrahirani su mikrofiltracijom (nitrat celuloze) i temeljito isprani deioniziranom vodom. Filtrat je bio crveno obojen jer je mali Au(NP) (prosječni promjer ≈ 13 nm) mogao učinkovito proći kroz membranu filtera (veličina pora 0,2 μm).
Preporuka za uređaj:
UP400S
Referentni/istraživački rad:
Jung, A. (2007.): Funkcionalni materijali temeljeni na ugljikovim nanocjevčicama. Disertacija Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / Perlitni kompozit

Ultrazvučna primjena:
Kompozitni materijali TiO2/perlit pripremljeni su nisko. U početku je 5 mL titanijevog izopropoksida (TIPO), Aldrich 97%, otopljeno u 40 mL etanola, Carlo Erba, i miješano 30 minuta. Zatim je dodano 5 g perlita i disperzija je miješana 60 min. Smjesa je dalje homogenizirana korištenjem sonikatora s ultrazvučnim vrhom UIP1000hd. Ukupni unos energije od 1 Wh primijenjen je za vrijeme sonikacije od 2 minute. Konačno, kaša je razrijeđena etanolom kako bi se dobila suspenzija od 100 mL, a dobivena tekućina je imenovana kao otopina prekursora (PS). Pripremljeni PS bio je spreman za obradu kroz sustav pirolize plamenim raspršivanjem.
Preporuka za uređaj:
UIP1000hd
Referentni/istraživački rad:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou, T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013.): Sinteza kompozita TiO2/perlita u jednom koraku pirolizom raspršenim plamenom i njihovo fotokatalitičko ponašanje. Međunarodni časopis za fotoenergiju 2013.

Snažan ultrazvuk povezan s tekućinama stvara intenzivnu kavitaciju. Ekstremni kavitacijski učinci stvaraju kaše finog praha s veličinama čestica u submikronskom i nano rasponu. Nadalje, aktivira se površina čestica. Udar mikromlaza i udarnog vala te međučestični sudari imaju značajne učinke na kemijski sastav i fizikalnu morfologiju krutina što može dramatično povećati kemijsku reaktivnost i organskih polimera i anorganskih krutina.

“Ekstremni uvjeti unutar kolapsirajućih mjehurića proizvode visoko reaktivne vrste koje se mogu koristiti u razne svrhe, na primjer, za pokretanje polimerizacije bez dodanih inicijatora. Kao drugi primjer, sonokemijska razgradnja hlapljivih organometalnih prekursora u otapalima s visokim vrelištem proizvodi nanostrukturne materijale u različitim oblicima s visokim katalitičkim aktivnostima. Nanostrukturirani metali, legure, karbidi i sulfidi, nanometarski koloidi i nanostrukturirani katalizatori na nosaču mogu se pripremiti ovim općim putem.”

[Suslick/ Price 1999: 323]

Literatura/Reference

• Suslick, KS; Price, GJ (1999): Primjena ultrazvuka u kemiji materijala. Annu. vlč.mater. Sci. 29, 1999. 295-326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020.): Oljušteni CrPS4 s obećavajućom fotovodljivošću. Mali Vol.16, Issue1. 9. siječnja 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011.): Sonofragmentacija molekularnih kristala. J. Am. Chem. Soc. 2011., 133, 37, 14530–14533.
• Poinern GE, Brundavanam R., Thi-Le X., Đorđević S., Prokić M., Fawcett D. (2011.): Toplinski i ultrazvučni utjecaj u formiranju nanometarske hidroksiapatitne biokeramike. Int J Nanomedicine. 2011.; 6: 2083–2095.