Ածխածնային նանոխողովակների ցրումը 3D-տպվող թանաքներում
CNT-ների միատեսակ ցրումը 3D տպագրվող թանաքներում կարող է բարելավել թանաքի հատկությունները և հնարավորություն տալ նոր հավելվածներ կիրառել տարբեր ոլորտներում: Զոնդի տիպի ուլտրաձայնավորումը բարձր հուսալի ցրման տեխնիկա է պոլիմերներում CNT-ների կայուն նանոկասուսներ արտադրելու համար:
Արդյունավետ և կայուն CNT դիսպերսիա պոլիմերներում՝ շնորհիվ Sonication-ի
Ածխածնային նանոխողովակները (CNTs) հաճախ ցրվում են սիլիցիումի յուղերի մեջ՝ տարբեր կիրառությունների համար՝ շնորհիվ իրենց յուրահատուկ հատկությունների: Սիլիցիումի յուղերում CNT-ների ցրումը կարող է բարելավել ստացված նյութերի մեխանիկական, ջերմային և էլեկտրական հատկությունները: Այդպիսի կիրառություններից մեկը CNT-դոպավորված պոլիմերների արտադրությունն է հաղորդիչ 3D տպագրվող թանաքների համար, օրինակ՝ կրելի շոշափելի սենսորների, հիվանդի համար հատուկ հյուսվածքների վերականգնման փայտամածների և ճկուն ԷՍԳ և ԷԷԳ էլեկտրոդների կենսաբանական հավելումների արտադրության համար:
Բացի այդ, սիլիկոնային յուղերի մեջ ցրված CNT-ները կարող են օգտագործվել որպես հաղորդիչ թանաքներ էլեկտրոնային սարքերում, ինչպիսիք են ճկուն էկրանները և սենսորները: CNT-ները գործում են որպես հաղորդիչ ուղիներ՝ թույլ տալով էլեկտրական հոսանքի հոսքը:
Արդյունաբերական ուժային ուլտրաձայնային համակարգ արդյունաբերական ներգծային ցրման համար. Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերը հուսալի և բարձր արդյունավետությամբ ներկառուցված խառնիչ համակարգեր են պոլիմերներում նանոդիսպերսիաների արտադրության համար, ինչպիսիք են CNT-ները:
Ուլտրաձայնային CNT/Polymer Dispersion-ի առավելությունները
Ultrasonication-ը շատ արդյունավետ ցրման տեխնիկա է, որն ունի մի քանի առավելություններ: Պոլիմերներում ածխածնային նանոխողովակների (CNTs) ուլտրաձայնային ցրման առավելությունները ներառում են.
Ուլտրաձայնային արդյունաբերական համակարգ ներգծային լուծարման գործընթացների համար, օրինակ՝ ածխածնային նանոխողովակների միատեսակ ցրում պոլիմերային ձևակերպումների մեջ:
Ընդհանուր արձանագրություն CNT/PDMS կոմպոզիտների ուլտրաձայնային արտադրության համար
Ultrasonication-ը օգտագործվում է պոլիմերներում բազմաթիվ նանո չափերի նյութերի ցրման համար: Հատուկ և սովորաբար օգտագործվող կիրառություն է ածխածնային նանոխողովակների (CNTs) ցրումը դիմեթիլպոլիսիլոքսանում (PDMS)՝ օգտագործելով զոնդային տիպի sonication: CNT-ները PDMS մատրիցում ցրելու համար օգտագործվում են ուժային ուլտրաձայնը և ակուստիկ կավիտացիայի հետևանքները՝ նանոխողովակները խճճելու և դրանք միատեսակ խառնելու համար նանոսպենսիայի մեջ: Զոնդի տիպի sonication-ը CNT-ների ցրման հզոր մեթոդ է՝ շնորհիվ ինտենսիվ կավիտացիոն ուժեր առաջացնելու իր ունակության, որոնք կարող են արդյունավետորեն կոտրել և ցրել ագլոմերացված CNT-ները:
Ուլտրաձայնային ցրումը մշակման պարզ քայլ է, որը չի պահանջում հատուկ նախնական կամ հետընտրական բուժում: Ուլտրաձայնային սարքավորումն ինքնին անվտանգ և հեշտ է գործել:
Դիսպերսիայի գործընթացը, օգտագործելով զոնդի տիպի sonication, սովորաբար ներառում է հետևյալ քայլերը.
- CNT-PDMS խառնուրդի պատրաստում. Նախապես որոշված քանակությամբ CNT-ներ ավելացվում են PDMS մատրիցին և նախապես խառնվում են մեխանիկական հարիչի միջոցով: Հետաքրքիր է, որ CNT-ները լուծիչում նախապես ցրելով, էլեկտրական հաղորդունակությունը կարող է մեծանալ: Լավագույն արդյունքները ձեռք են բերվում տետրահիդրոֆուրանի (THF), ացետոնի կամ քլորոֆորմի միջոցով (տեսակավորված ըստ լավագույն արդյունքների):
- Զոնդի տիպի sonication: Խառնուրդը ենթարկվում է զոնդի տիպի sonication-ի, օգտագործելով բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային զոնդ, որը առաջացնում է ուլտրաձայնային ալիքներ՝ սովորաբար մոտ. 20 կՀց: Կախված ծավալից և ձևակերպումից, ձայնային ախտահանումը սովորաբար իրականացվում է մի քանի րոպեով՝ ապահովելու CNT-ների ամբողջական ցրումը:
- Դիսպերսիայի մոնիտորինգ. CNT-ների ցրվածությունը վերահսկվում է՝ օգտագործելով այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը (SEM), փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակը (TEM) կամ UV-Vis սպեկտրոսկոպիան: Այս տեխնիկան կարող է օգտագործվել PDMS մատրիցում CNT-ների բաշխումը պատկերացնելու համար և ապահովելու, որ CNT-ները միատեսակ ցրված են:
Ամփոփելով, զոնդի տիպի sonication-ը հզոր մեթոդ է CNT-ները ցրելու համար պոլիմերներում, ինչպիսիք են PDMS-ը, քանի որ այն կարող է առաջացնել ինտենսիվ կավիտացիոն ուժեր, որոնք կարող են արդյունավետորեն կոտրել և ցրել ագլոմերացված CNT-ները:
CNT/պոլիմերային կոմպոզիտների ուլտրաձայնային արտադրության դեպքերի ուսումնասիրություն
Նանոխողովակների և ածխածնի վրա հիմնված այլ նանոնյութերի ցրումը, օգտագործելով զոնդային տիպի ուլտրաձայնային ապարատը, լայնորեն հետազոտվել է և այն հետագայում ներդրվել է արդյունաբերական արտադրության մեջ: Ստորև ներկայացնում ենք մի քանի հետազոտական հետազոտություններ, որոնք ցույց են տալիս ուլտրաձայնային նանոխողովակների ցրման բացառիկ արդյունավետությունը։
CNT-ների ուլտրաձայնային ցրումը PDMS-ում կրելի սենսորների համար
Դել Բոսկեն և այլք: (2022) համեմատեց երեք գլանափաթեթային ֆրեզերային և ձայնային արտանետումը CNT-ի ցրման արդյունավետության համար: Պոլիմերային մատրիցում նանոմասնիկների ցրման ընթացակարգի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային տեխնիկան ապահովում է ավելի բարձր էլեկտրական զգայունություն՝ համեմատած երեք գլանափաթեթի ֆրեզման հետ, որը պայմանավորված է կավիտացիոն ուժերի կողմից առաջացած CNT բաշխման ավելի բարձր համասեռությամբ: Փորձարկելով տարբեր CNT բեռնումներ՝ CNT-PDMS համակարգի թափանցման շեմը, այսինքն՝ CNT-ի կրիտիկական պարունակությունը, որում այն դառնում է էլեկտրահաղորդիչ, պարզվել է, որ 0,4 wt% CNT է: Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWCNTs) ցրվել են ուլտրաձայնային միջոցով Hielscher ultrasonicator UP400ST (տես ձախ նկարը) 0,5 իմպուլսային ցիկլով և 50% ամպլիտուդով 2 ժամ: Ուլտրաձայնային ցրման հետևանքները ձայնագրման ժամանակի ընթացքում ներկայացված են ստորև նկարում:
Ելնելով այս վերլուծությունից՝ կրելի սենսորների արտադրության համար օպտիմալ պայմանները ընտրվել են որպես 0.4 wt.% CNT՝ ուլտրաձայնային գործընթացի միջոցով: Այս առումով, էլեկտրական արձագանքի վերլուծությունը հաջորդական ծանրաբեռնվածության ցիկլերի ժամանակ ցույց տվեց մշակված սենսորների բարձր ամրություն՝ առանց որևէ վնասի 2%, 5% և 10% լարման դեպքում, ինչը այս սենսորներին հուսալի է դարձնում միջին լարվածությունը մոնիտորինգի համար:
MWCNT-ների ուլտրաձայնային ցրումը PDMS-ում, օգտագործելով ultrasonicator UP400St-ը տարբեր ձայնային ժամանակներում:
(Ուսումնասիրություն և պատկեր. © del Bosque et al., 2022)
Բարձրորակ ուլտրաձայնային ցրման սարքավորում CNT/պոլիմերային նանոկոմպոզիտների համար
Hielscher Ultrasonics-ն արտադրում է բարձր հզորության ուլտրաձայնային զոնդեր՝ լաբորատոր, նստարանային և արդյունաբերության մեջ ցրելու պահանջարկ ունեցող կիրառությունների համար: Hielscher Ultrasonics դիսպերսերները ապահովում են նանոնյութերի արդյունավետ և ճշգրիտ համասեռացում և ցրում լուծիչներում, պոլիմերներում և կոմպոզիտներում:
Իրենց առաջադեմ ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայով այս ցրիչները առաջարկում են արագ և հեշտ լուծում՝ մասնիկների չափերի միասնական բաշխման, կայուն դիսպերսիաների և/կամ նանոմասնիկների ֆունկցիոնալացման հասնելու համար:
Կրճատելով մշակման ժամանակը և նվազագույնի հասցնելով էներգիայի սպառումը, ուլտրաձայնային զոնդ ցրիչները կարող են բարելավել արտադրողականությունը և նվազեցնել գործառնական ծախսերը ձեռնարկությունների համար տարբեր ոլորտներում:
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը կարող են նաև հարմարեցվել հատուկ պահանջներին համապատասխան՝ զոնդերի մի շարք չափսերի, ուժեղացուցիչ եղջյուրների, հզորության մակարդակների և հոսքի բջիջների համար՝ դրանք դարձնելով բազմակողմանի և հարմարվող տարբեր նանո ձևակերպումների և ծավալների համար:
Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային զոնդերի ցրիչները հիանալի ներդրում են լաբորատորիաների և արդյունաբերության համար, որոնք ցանկանում են օպտիմալացնել իրենց նանոնյութերի մշակման աշխատանքային հոսքերը և հասնել հետևողական, հուսալի արդյունքների:
Դիզայն, արտադրություն և խորհրդատվություն – Որակյալ Արտադրված է Գերմանիայում
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց բարձր որակի և դիզայնի չափանիշներով: Հզորությունը և հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի սահուն ինտեգրումը արդյունաբերական օբյեկտներում: Կոպիտ պայմանները և պահանջկոտ միջավայրերը հուսալիորեն կառավարվում են Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կողմից:
Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին:
Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:
| խմբաքանակի Volume | Ծախսի Rate | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.5-ից մինչեւ 1.5 մկ | na | VialTweeter- ը | 1-ից 500 մլ | 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ | UP100H |
| 10-ից մինչեւ 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / վրկ | Uf200 ः տ,, UP400St |
| 01-ից մինչեւ 20 լ | 02-ից 4 լ / րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| na | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| na | ավելի մեծ | Կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային համասեռացուցիչներ `լաբորատոր, պիլոտային և արդյունաբերական մասշտաբով ծրագրերը խառնելու, ցրելու, էմուլգացման և արդյունահանման համար:
Արդյունաբերական վերամշակման ուլտրաձայնային խմբաքանակային ռեակտոր, օրինակ՝ CNT-ների և այլ նանոլրացուցիչների ներկառուցում պոլիմերների մեջ՝ հավելումների արտադրության համար 3D տպագրվող թանաքների համար:
Գրականություն / Հղումներ
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Kim, J., Hwang, JY., Hwang, H. et al. (2018): Simple and cost-effective method of highly conductive and elastic carbon nanotube/polydimethylsiloxane composite for wearable electronics. Scientific Reports 8, 1375 (2018).
- Lima, Márcio; Andrade, Mônica; Skákalová, Viera; Bergmann, Carlos; Roth, Siegmar (2007): Dynamic percolation of carbon nanotubes in liquid medium. Journal of Materials Chemistry 17, 2007. 4846-4853.
- Shar, A., Glass, P., Park, S. H., Joung, D. (2023): 3D Printable One-Part Carbon Nanotube-Elastomer Ink for Health Monitoring Applications. Advanced Functional Materials 33, 2023.
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային հոմոգենացնողներից ` Լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափը