Ինչպես պատրաստել նանոհեղուկներ
Նանոհեղուկը հատուկ մշակված հեղուկ է, որը կազմված է նանոմասնիկներ պարունակող հիմքային հեղուկից։ Նանոհեղուկների սինթեզի համար անհրաժեշտ է հոմոգենացման և դեագլոմերացման արդյունավետ ու հուսալի մեթոդ՝ համասեռ դիսպերսման բարձր աստիճան ապահովելու համար։ Ուլտրաձայնային դիսպերսիչները գերազանց բնութագրերով նանոհեղուկներ արտադրելու լավագույն տեխնոլոգիան են։ Ուլտրաձայնային դիսպերսումն առանձնանում է արդյունավետությամբ, արագությամբ, պարզությամբ, հուսալիությամբ և օգտագործման հարմարավետությամբ։
Ի՞նչ են նանոհեղուկները
Նանոհեղուկը նանոչափային մասնիկներ (≺100nm) պարունակող հեղուկ է․ այդ մասնիկները սովորաբար կոչվում են նանոմասնիկներ։ Նանոհեղուկներում օգտագործվող նանոմասնիկները սովորաբար կազմված են մետաղներից, օքսիդներից, կարբիդներից կամ ածխածնային նանոխողովակներից։ Այս նանոմասնիկները դիսպերսվում են հիմքային հեղուկում (օրինակ՝ ջրում, յուղում և այլն)՝ հատուկ մշակված կոլոիդային կախույթ, այսինքն՝ նանոհեղուկ ստանալու համար։ Հիմքային հեղուկի նյութական հատկությունների համեմատ՝ նանոհեղուկներն ունեն բարելավված ջերմաֆիզիկական հատկություններ, ինչպիսիք են ջերմահաղորդականությունը, ջերմաստիճանահաղորդականությունը, մածուցիկությունը և կոնվեկտիվ ջերմափոխանցման գործակիցները։
Նանոհեղուկների տարածված կիրառություններից մեկը դրանց օգտագործումն է որպես հովացնող հեղուկ կամ սառնագենտ։ Սովորական հովացնող հեղուկներին (ինչպիսիք են ջուրը, յուղը, էթիլենգլիկոլը, պոլիալֆաօլեֆինը և այլն) նանոմասնիկներ ավելացնելով՝ բարելավվում են այդ հեղուկների ջերմային հատկությունները։
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UP400St նանոհեղուկների արտադրության համար
- հովացնող / ջերմափոխանցող հեղուկները
- քսանյութերը
- կենսաբժշկական կիրառությունը
Նանոհեղուկների պատրաստում ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորով
Նանոհեղուկների միկրոկառուցվածքի վրա կարելի է ազդել և այն կառավարել՝ կիրառելով հոմոգենացման ամենահարմար տեխնոլոգիան և մշակման պարամետրերը։ Ապացուցվել է, որ ուլտրաձայնային դիսպերսումը նանոհեղուկների պատրաստման բարձր արդյունավետությամբ և հուսալի մեթոդ է։ Ուլտրաձայնային դիսպերսիչներն օգտագործվում են հետազոտություններում և արդյունաբերության մեջ՝ բարձր համասեռությամբ և մասնիկների չափերի նեղ բաշխմամբ նանոմասնիկներ սինթեզելու, աղալու, դիսպերսելու և հոմոգենացնելու համար։ Նանոհեղուկների սինթեզի գործընթացի պարամետրերն ընդգրկում են ներմուծվող ուլտրաձայնային էներգիան, ուլտրաձայնի ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը և թթվայնությունը։ Բացի այդ, կարևոր գործոններ են ռեագենտների ու հավելանյութերի տեսակներն ու կոնցենտրացիաները, ինչպես նաև այն հաջորդականությունը, որով հավելանյութերն ավելացվում են լուծույթին։
Հայտնի է, որ նանոհեղուկների հատկությունները մեծապես կախված են նանոնյութերի կառուցվածքից և ձևից։ Հետևաբար, նանոհեղուկների կառավարելի միկրոկառուցվածքների ստացումը գլխավոր գործոնն է, որը նպաստում է նանոհեղուկների ֆունկցիոնալությանը և որակին։ Ուլտրաձայնային մշակման օպտիմալացված պարամետրերի՝ ամպլիտուդի, ճնշման, ջերմաստիճանի և ներմուծվող էներգիայի (Ws/mL) կիրառումը կայուն, համասեռ և բարձրորակ նանոհեղուկ արտադրելու բանալին է։ Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է հաջողությամբ կիրառվել մասնիկները դեագլոմերացնելու և առանձին դիսպերսված նանոմասնիկների վերածելու համար։ Մասնիկների չափերի փոքրացման դեպքում ուժեղանում են բրոունյան շարժումը (մեծանում է բրոունյան շարժման արագությունը), ինչպես նաև մասնիկների միջև փոխազդեցությունները, ինչի արդյունքում ստացվում են ավելի կայուն նանոհեղուկներ։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը թույլ են տալիս ճշգրիտ կառավարել մշակման բոլոր կարևոր պարամետրերը, կարող են անընդհատ աշխատել բարձր ամպլիտուդներով (24/7/365) և ապահովում են տվյալների ավտոմատ գրանցում՝ ուլտրաձայնային մշակման բոլոր ցիկլերը հեշտությամբ գնահատելու համար։
Ուլտրաձայնով դիսպերսված նանոչափային սիլիցիումի երկօքսիդ
Ուլտրաձայնային մշակմամբ բարելավված նանոհեղուկների կայունություն
Նանոհեղուկներում նանոմասնիկների ագլոմերացումը հանգեցնում է ոչ միայն նստեցման և միկրոալիքների խցանման, այլև նանոհեղուկների ջերմահաղորդականության նվազման։ Ուլտրաձայնային դեագլոմերացումը և դիսպերսումը լայնորեն կիրառվում են նյութագիտության և արդյունաբերության մեջ։ Ուլտրաձայնային մշակումը նանոմասնիկների համասեռ բաշխմամբ և բարձր կայունությամբ նանոդիսպերսիաներ պատրաստելու ապացուցված մեթոդ է։ Հետևաբար, նանոհեղուկների արտադրության համար Hielscher ուլտրաձայնային դիսպերսիչները նախընտրելի տեխնոլոգիան են։
Ուլտրաձայնով արտադրված նանոհեղուկները հետազոտություններում
Հետազոտություններն ուսումնասիրել են ուլտրաձայնային մշակման և ուլտրաձայնի պարամետրերի ազդեցությունը նանոհեղուկների բնութագրերի վրա։ Կարդացեք ավելին նանոհեղուկների ուլտրաձայնային պատրաստման վերաբերյալ գիտական արդյունքների մասին։
Ուլտրաձայնի ազդեցությունը Al2O3 նանոհեղուկների պատրաստման վրա
Noroozi և համահեղինակները (2014) պարզել են, որ «մասնիկների ավելի բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում ուլտրաձայնային մշակման արդյունքում նանոհեղուկների ջերմաստիճանահաղորդականությունն ավելի մեծ չափով է բարելավվել։ Ավելին, ավելի բարձր կայունություն և ջերմաստիճանահաղորդականության բարելավում են ստացվել՝ չափումից առաջ նանոհեղուկները ավելի բարձր հզորությամբ զոնդային ուլտրաձայնային սարքով մշակելով»։ Ջերմաստիճանահաղորդականության բարելավումն ավելի մեծ է եղել ավելի փոքր չափերի նանոմասնիկների համար։ Պատճառն այն է, որ փոքր մասնիկների արդյունավետ մակերեսի և ծավալի հարաբերությունն ավելի մեծ է։ Այսպիսով, փոքր մասնիկները նպաստել են կայուն նանոհեղուկի ձևավորմանը, իսկ ուլտրաձայնային զոնդով մշակումը զգալի ազդեցություն է ունեցել ջերմաստիճանահաղորդականության վրա։ (Noroozi և համահեղինակներ, 2014)
Al2O3–ջուր նանոհեղուկների ուլտրաձայնային արտադրության քայլ առ քայլ հրահանգ
Նախ թվային էլեկտրոնային կշեռքով կշռեք Al2O3 նանոմասնիկների զանգվածը։ Այնուհետև Al2O3 նանոմասնիկներն աստիճանաբար ավելացրեք կշռված թորած ջրին և խառնեք Al2O3–ջուր խառնուրդը։ Խառնուրդն անընդհատ մշակեք ուլտրաձայնով 1h տևողությամբ՝ օգտագործելով UP400S զոնդային ուլտրաձայնային սարքը (400W, 24kHz, տե՛ս ձախ կողմի նկարը), որպեսզի թորած ջրում ստացվի նանոմասնիկների համասեռ դիսպերսիա։ Նանոհեղուկները կարող են պատրաստվել տարբեր բաժիններով (0,1%, 0,5% և 1%)։ Մակերևութաակտիվ նյութ կամ pH-ի փոփոխություններ անհրաժեշտ չեն։ (Isfahani և համահեղինակներ, 2013)
Ուլտրաձայնով կարգավորված ջրային ZnO նանոհեղուկներ
Elcioglu և համահեղինակները (2021) իրենց գիտական ուսումնասիրության մեջ նշում են, որ «Ուլտրաձայնային մշակումն էական գործընթաց է հիմքային հեղուկում նանոմասնիկների պատշաճ դիսպերսման և կայունության, ինչպես նաև իրական կիրառությունների համար օպտիմալ հատկությունների ապահովման համար»։ ZnO / ջուր նանոհեղուկներ արտադրելու համար նրանք օգտագործել են UP200Ht ուլտրաձայնային սարքը։ Ուլտրաձայնային մշակումն ակնհայտ ազդեցություն է ունեցել ջրային ZnO նանոհեղուկի մակերևութային լարվածության վրա։ Հետազոտողների արդյունքները հանգեցնում են այն եզրակացության, որ ցանկացած նանոհեղուկի մակերևութային լարվածությունը, նանոթաղանթի ձևավորումը և հարակից այլ բնութագրերը կարող են ճշգրտվել ու կարգավորվել ուլտրաձայնային մշակման պատշաճ պայմաններում։
- Բարձր արդյունավետություն
- Նանոմասնիկների հուսալի դիսպերսում
- Ամենաարդիական տեխնոլոգիա
- Հարմարեցվող ձեր կիրառությանը
- Մինչև ցանկացած արտադրողականություն 100% գծային մասշտաբավորման հնարավորություն
- Հեշտ հասանելիություն
- Տնտեսական արդյունավետություն
- Անվտանգ և օգտագործման համար հարմար
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ նանոհեղուկների արտադրության համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը նախագծում, արտադրում և մատակարարում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային դիսպերսիչներ՝ հոմոգենացման և դեագլոմերացման բոլոր տեսակի կիրառությունների համար։ Նանոհեղուկների արտադրության դեպքում վճռորոշ են ուլտրաձայնային մշակման ճշգրիտ կառավարումը և նանոմասնիկների կախույթի հուսալի ուլտրաձայնային մշակումը։
Hielscher Ultrasonics ընկերության պրոցեսորները ձեզ լիարժեք վերահսկողություն են տալիս մշակման բոլոր կարևոր պարամետրերի նկատմամբ, ինչպիսիք են ներմուծվող էներգիան, ուլտրաձայնի ինտենսիվությունը, ամպլիտուդը, ճնշումը, ջերմաստիճանը և պահման ժամանակը։ Այդպիսով կարող եք պարամետրերը կարգավորել օպտիմալացված պայմաններին համապատասխան, ինչն արդյունքում հանգեցնում է բարձրորակ նանոհեղուկների ստացման։
- Ցանկացած ծավալի՞ համար? Արտադրողականություն՝ Hielscher ընկերությունն առաջարկում է ուլտրաձայնային սարքեր և օժանդակ պարագաների լայն տեսականի։ Սա թույլ է տալիս կազմաձևել ձեր կիրառությանն ու արտադրական կարողությանը համապատասխան իդեալական ուլտրաձայնային համակարգ։ Միլիլիտրեր պարունակող փոքր սրվակներից մինչև ժամում հազարավոր գալոնների մեծածավալ հոսքեր՝ Hielscher ընկերությունն առաջարկում է ձեր գործընթացին համապատասխան ուլտրաձայնային լուծում։
- Ամրություն՝ Մեր ուլտրաձայնային համակարգերն ամուր են և հուսալի։ Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը նախատեսված են 24/7/365 աշխատանքի համար և պահանջում են շատ քիչ տեխնիկական սպասարկում։
- Օգտագործման հարմարավետություն՝ Մեր ուլտրաձայնային սարքերի մանրակրկիտ մշակված ծրագրային ապահովումը թույլ է տալիս նախապես ընտրել և պահպանել ուլտրաձայնային մշակման կարգավորումները՝ պարզ ու հուսալի ուլտրաձայնային մշակման համար։ Հասկանալի ընտրացանկը հեշտությամբ հասանելի է թվային գունավոր սենսորային էկրանի միջոցով։ Զննարկիչով հեռավար կառավարումը թույլ է տալիս աշխատեցնել և վերահսկել սարքը ցանկացած ինտերնետային զննարկիչի միջոցով։ Տվյալների ավտոմատ գրանցումը ներկառուցված SD քարտի վրա պահպանում է ուլտրաձայնային մշակման յուրաքանչյուր ցիկլի պարամետրերը։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին՝
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի ծավալային արագությունը | Առաջարկվող սարքերը |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ!? Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման կիրառությունների, դիսպերսման, էմուլգացման և էքստրակցիայի համար։
Գրականություն? Հղումներ
- Noroozi, Monir; Radiman, Shahidan; Zakaria Azmi (2014): Influence of Sonication on the Stability and Thermal Properties of Al2O3 Nanofluids. Journal of Nanomaterials 2014.
- Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.
- Asadi, Amin; Ibrahim M. Alarifi (2020): Effects of ultrasonication time on stability, dynamic viscosity, and pumping power management of MWCNT-water nanofluid: an experimental study. Scientific Reports 2020.
- Adio, Saheed A.; Sharifpur, Mohsen; Meyer, Josua P. (2016): Influence of ultrasonication energy on the dispersion consistency of Al2O3–glycerol nanofluid based on viscosity data, and model development for the required ultrasonication energy density. Journal of Experimental Nanoscience Vol. 11, No. 8; 2016. 630-649.
- Jan, Ansab; Mir, Burhan; Mir, Ahmad A. (2019): Hybrid Nanofluids: An Overview of their Synthesis and Thermophysical properties. Applied Physics 2019.
- Elcioglu, Elif Begum; Murshed, S.M. Sohel (2021): Ultrasonically tuned surface tension and nano-film formation of aqueous ZnO nanofluids. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 72, April 2021.
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային տեխնոլոգիաներ։ Hielscher ընկերության արտադրատեսականին ընդգրկում է ամբողջ սպեկտրը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից և սեղանադիր սարքերից մինչև լիարժեք արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր։