Նանոմասնիկների դիսպերսիաներ մոմում – պատրաստե՛ք կայուն բաղադրություններ։

Նանոմասնիկների դիսպերսումը մոմային մատրիցներում կարևոր, սակայն բարդ կիրառություն է ծածկույթների, կոսմետիկայի, դեղագործության և փուլափոխվող նյութերի ոլորտներում։ Հաշվի առնելով հալված մոմերի բնորոշ մածուցիկությունը, դրանց հիդրոֆոբությունը և մակերևութային բարձր էներգիաների պատճառով նանոմասնիկների ագլոմերացման հակվածությունը՝ նանոմասնիկ–մոմ դիսպերսիայի պատրաստումը պահանջում է գործնական գիտելիքներ։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են դիսպերսման հզորություն, ճշգրիտ կառավարելիություն և արտադրական մասշտաբը մեծացնելու հնարավորություն՝ սեղանադիր սարքավորումներով և արդյունաբերական արտադրությունում կայուն նանոմասնիկ–մոմ դիսպերսիաներ ստանալու համար։

Մոմում նանոմասնիկների դիսպերսման դժվարությունները

Նանոմասնիկները՝ լինեն մետաղական, կերամիկական, թե ածխածնային հիմքով, վան դեր Վալսի ուժեղ փոխազդեցությունների պատճառով հեշտությամբ ագրեգատներ են առաջացնում։ Մոմում այս փոխազդեցություններն ուժեղանում են բևեռային լուծիչների կամ կայունացուցիչների բացակայության պատճառով։ Մեխանիկական խառնումը կամ ռոտոր–ստատորային հոմոգենիզատորները հաճախ անբավարար են, հատկապես երբ նանոմասնիկների տրամագիծը փոքր է 100 nm-ից կամ պահանջվում է մասնիկների բարձր պարունակություն։ Համասեռ դիսպերսիա ստանալու համար անհրաժեշտ է էներգիայի այնպիսի ներմուծում, որը կարող է նանոմասշտաբում քայքայել ագլոմերատները՝ միաժամանակ մասնիկի մակերևույթը թրջելով մոմային միջավայրով։

Ուլտրաձայնային նանոդիսպերսման մեխանիզմը

Ուլտրաձայնային դիսպերսման զգալի արդյունավետությունը պայմանավորված է ակուստիկ կավիտացիայի աշխատանքի յուրահատուկ մեխանիզմով։ Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերն առաջացնում են ինտենսիվ կավիտացիոն ուժեր, երբ բարձր ինտենսիվության և ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային ալիքները տարածվում են հեղուկում, օրինակ՝ հալված մոմում։ Կավիտացիայի ընթացքում պղպջակների փլուզումն առաջացնում է տեղային բարձր ջերմաստիճանային գոտիներ՝ սահքի ծայրահեղ գրադիենտներով, հարվածային ալիքներով և միկրոշիթերով։ Այս կարճատև ուժերը հաղթահարում են միջմասնիկային կպչողականությունը և արդյունավետորեն ապագլոմերացնում նանոմասնիկների կուտակումները։
Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է նանոմասնիկների մակերևույթների թրջումը մոմի հալույթով։ Կավիտացիոն պղպջակների կրկնվող փլուզումը նվազեցնում է միջֆազային լարվածությունը՝ մոմի մոլեկուլներին հնարավորություն տալով ներթափանցել մասնիկների միջև և ստերիկորեն կայունացնել դրանք։

Ուլտրաձայնով պատրաստված մոմային նանոդիսպերսիաների կիրառությունները

Մոմում նանոմասնիկները համասեռ դիսպերսելու հնարավորությունը ճանապարհ է բացում բազմազան կիրառությունների համար՝

• Ծածկույթներ և փայլեցնող միջոցներ. Սիլիցիումի երկօքսիդի կամ ալյումինի օքսիդի նանոմասնիկների ավելացումը բարձրացնում է կարծրությունը, քերծվածքների նկատմամբ դիմադրությունը և փայլը։
• Կոսմետիկ բաղադրություններ. Տիտանի երկօքսիդի կամ ցինկի օքսիդի նանոմասնիկներն ապահովում են պաշտպանություն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից՝ պահպանելով թափանցիկությունը։
• Փուլափոխվող նյութեր (PCMs). Գրաֆենը, ածխածնային նանոխողովակները կամ մետաղների օքսիդները բարձրացնում են ջերմահաղորդականությունը՝ բարելավելով էներգետիկ համակարգերում ջերմության կուտակման արդյունավետությունը։
• Դեղանյութերի հասցնում. Մոմի մեջ ներդրված լիպոֆիլ նանոմասնիկները տեղային կիրառման կամ բերանով ընդունման բաղադրություններում ծառայում են որպես դանդաղ ձերբազատման պահեստարաններ։

Ուլտրաձայնային դիսպերսիչներ մոմ–նանոմասնիկ բաղադրությունների համար

Hielscher բարձր արդյունավետությամբ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերով ուլտրաձայնային դիսպերսումը հուսալի մեթոդ է, որը հնարավորություն է տալիս մեծացնել արտադրական մասշտաբը՝ կայուն մոմային նանոդիսպերսիաներ ստանալու համար։
Hielscher զոնդային տիպի ուլտրաձայնային համակարգերը լայնորեն կիրառվում են նանոմասնիկների մշակման համար՝ շնորհիվ մշակման բարձր կարողության, պարամետրերի ճշգրիտ կառավարման և արտադրական մասշտաբը գծային կերպով մեծացնելու հնարավորության։ Անկախ նրանից՝ անհրաժեշտ է մոմում նանոմասնիկների դիսպերսիաներ պատրաստել խմբաքանակային եղանակով, թե անընդհատ հոսքային արտադրությունում, Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է ուլտրաձայնային մշակման իդեալական սարքակազմը. լաբորատոր ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները կատարյալ գործիք են հետազոտությունների և արտադրանքի մշակման համար, իսկ արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոսքային բջիջները հնարավորություն են տալիս արտադրել որակի ամենաբարձր չափանիշներին համապատասխանող կայուն մոմային նանոդիսպերսիաներ։
Որակի ամենաբարձր չափանիշներով պատրաստված Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համատեղում են ամրությունը, օգտագործման հարմարավետությունը և արդյունաբերական գործընթացներում հեշտ ինտեգրումը։ Դրանք նախագծված են պահանջկոտ աշխատանքային միջավայրերին դիմակայելու համար, կիրառում են ամենաարդիական տեխնոլոգիաները, ունեն ISO հավաստագրում և համապատասխանում են CE, UL, CSA և RoHS պահանջներին։

Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման կարողության մասին՝

Գրականություն / Հղումներ

• Szymańska, Iwona; Żbikowska, Anna; Kowalska, Małgorzata; Golec, Krzysztof (2021): Application of Oleogel and Conventional Fats for Ultrasound-assisted Obtaining of Vegan Creams. Journal of Oleo Science 70, 2021.
• Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
• A.R. Horrocks, B. Kandola, G.J. Milnes, A. Sitpalan, R.L. Hadimani (2012): The potential for ultrasound to improve nanoparticle dispersion and increase flame resistance in fibre-forming polymers. Polymer Degradation and Stability, Volume 97, Issue 12, 2012. 2511-2523.