Ռութենիումի օքսիդի միաշերտ նանոթերթերը կարող են արդյունավետ կերպով արտադրվել՝ օգտագործելով զոնդային տիպի ուլտրաձայնային ախտորոշում: Ուլտրաձայնային նանոթերթային շերտավորման հիմնական առավելություններն են գործընթացի արդյունավետությունը, բարձր բերքատվությունը, կարճ բուժումը և հեշտ, անվտանգ շահագործումը: Շնորհիվ իր բարձր արդյունավետության և արտադրված նանոթերթերի բարձր որակի, ուլտրաձայնայինացումն օգտագործվում է բազմաթիվ նանոթերթերի արդյունաբերական արտադրության համար, ներառյալ գրաֆենը և բորոֆենը:

Ռութենիումի օքսիդի նանոթերթերի ուլտրաձայնային շերտազատում

Ռութենիումի օքսիդի (RuO2, հայտնի է նաև որպես ռուտենատ) նանոթերթերն առաջարկում են եզակի հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր հաղորդունակությունը, ցածր դիմադրողականությունը, բարձր կայունությունը, բարձր աշխատանքային ֆունկցիան և լավ զգայունությունը չոր փորագրման նկատմամբ: Սա ռութենիումի օքսիդը դարձնում է լավ նյութ էլեկտրոդների համար հիշողության սարքերում և տրանզիստորներում:

Շերտավորված RuO2 նանոթերթերի SEM պատկերներ՝ օգտագործելով ա) 1 րոպե և բ) 7 րոպե ուլտրաձայնային հետազոտություն:
(ուսումնասիրություն և նկարներ՝ ©Kim et al., 2021)

Դեպքի ուսումնասիրություն. Բարձր արդյունավետ RuO2 շերտազատում զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքի միջոցով

Քիմը և այլք (2021) իրենց ուսումնասիրության մեջ ցույց տվեցին ռութենիումի օքսիդի միաշերտ նանոթերթերի շերտազատման զգալի բարելավում: Հետազոտողը ստեղծել է բարակ RuO2 մետաղական օքսիդի թիթեղների բարձր բերքատվություն՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային մեթոդ: Իոնափոխանակման ռեակցիաների միջոցով պայմանական ինտերկալացիայի գործընթացը դանդաղ է ընթանում և արտադրում է միայն սահմանափակ քանակությամբ երկչափ (2D) նանոթերթ՝ պայմանավորված ռեակցիայի համար անհրաժեշտ մոլեկուլների չափսով և քիմիական էներգիայով: Գործընթացն ավելի արագ դարձնելու և ռութենիումի օքսիդի արտադրված նանո թերթերի քանակը մեծացնելու համար նրանք ուժեղացրել են շերտազատման գործընթացը՝ կիրառելով ուլտրաձայնային էներգիա RuO2 օքսիդի լուծույթի վրա: Նրանք պարզել են, որ ընդամենը 15 րոպե ուլտրաձայնային հետազոտությունից հետո թերթիկների քանակն աճել է ավելի քան 50%-ով, միաժամանակ թերթերի կողային չափերը նվազել են: Խտության ֆունկցիոնալ տեսության հաշվարկները ցույց են տվել, որ շերտազատման ակտիվացման էներգիան զգալիորեն կրճատվում է՝ RuO2 շերտերը փոքր կողային չափերի բաժանելով: Այս չափի կրճատումը տեղի է ունենում այն պատճառով, որ հնչյունային ազդեցությունը օգնեց ավելի հեշտությամբ կոտրել մետաղի օքսիդի շերտերը: Այս հետազոտությունն ընդգծում է, որ ուլտրաձայնի օգտագործումը լավ և հեշտ միջոց է ռութենիումի օքսիդի միաշերտ նանոթերթեր պատրաստելու համար: Սա ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային աջակցությամբ իոնափոխանակման գործընթացն առաջարկում է հեշտ և արդյունավետ մոտեցում 2D մետաղական օքսիդի նանոթերթերի պատրաստման համար: Ուլտրաձայնային շերտազատման առավելությունները բացատրում են, թե ինչու է ուլտրաձայնային շերտավորումը և շերտազատումը լայնորեն օգտագործվում որպես 2D նանոնյութերի արտադրության տեխնիկա, որոնք նաև հայտնի են որպես քսեններ, ներառյալ գրաֆենը և բորոֆենը:

Ուլտրաձայնային շերտավորումը նպաստում է ռութենիումի օքսիդի 2D նանոթերթերի բարձր արդյունավետ և արագացված արտադրությանը մեծ մասշտաբով
(ուսումնասիրություն և նկարներ. ©Kim et al., 2021):

Արձանագրություն ուլտրաձայնային օգնությամբ ռութենիումի օքսիդի շերտազատման համար

Հետևյալ արձանագրությունը քայլ առ քայլ հրահանգ է RuO2 նանոթերթերի սինթեզման համար՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային աջակցությամբ իոնափոխանակման ռեակցիայի գործընթացը, ինչպես նկարագրված է Քիմի և այլոց կողմից: (2021).
 

1. Պատրաստել RuO2-ի և ինտերկալանտի լուծույթ՝ դրանք լուծելով լուծիչի մեջ (2-պրոպանոլ) և խառնելով մինչև 3 օր։
2. Կիրառեք ուլտրաձայնային էներգիա՝ օգտագործելով զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարք (օրինակ՝ զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարք UP1000hdT (1000W, 20kHz) sonotrode BS4d22-ով) լուծույթի վրա 15 րոպե, որպեսզի RuO2 նանոթերթերի ելքը մեծացվի ավելի քան 50% RuO2-ով և մինչև sp. շերտերը միատեսակ փոքր կողային չափի մեջ:
3. Օգտագործեք խտության ֆունկցիոնալ տեսության հաշվարկները՝ հաստատելու համար, որ շերտազատման ակտիվացման էներգիան զգալիորեն նվազել է:
4. Հավաքեք ստացված RuO2 նանոթերթները, որոնք կարող են օգտագործվել տարբեր ծրագրերի համար:

 
RuO2 նանոթերթերի ուլտրաձայնային շերտազատման այս արձանագրության պարզությունը ընդգծում է ուլտրաձայնային նանոթերթերի արտադրության առավելությունները: Sonication-ը բարձր արդյունավետ տեխնիկա է՝ արտադրելու բարձրորակ միաշերտ RuO2 նանոթերթ՝ մոտավորապես 1 նմ հաստությամբ: Պարզվեց նաև, որ արձանագրությունը մասշտաբային և վերարտադրելի է, ինչը հարմար է դարձնում RuO2 նանոթերթերի լայնածավալ արտադրության համար էլեկտրոնիկայի, կատալիզի և էներգիայի պահպանման տարբեր կիրառությունների համար:

Շրջանակների արագընթաց հաջորդականություն (a-ից f), որը ցույց է տալիս ջրի մեջ գրաֆիտի փաթիլի սոնո-մեխանիկական շերտավորումը օգտագործելով UP200S, 200W ultrasonicator 3 մմ sonotrode-ով: Սլաքները ցույց են տալիս ճեղքման (շերտման) տեղը՝ ճեղքվածքը ներթափանցող կավիտացիոն փուչիկներով:
(ուսումնասիրություն և նկարներ. © Tyurnina et al. 2020

Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր RuO2 շերտազատման համար

Բարձրորակ ռութենիումի օքսիդի նանո թերթերի և այլ քսենների արտադրության համար պահանջվում է բարձր արդյունավետության հուսալի ուլտրաձայնային սարքավորում: Լայնության, ճնշման և ջերմաստիճանի էական պարամետրեր, որոնք կարևոր են վերարտադրելիության և հետևողական արտադրանքի համար: Hielscher Ultrasonics պրոցեսորները հզոր և ճշգրիտ կառավարելի համակարգեր են, որոնք թույլ են տալիս ճշգրիտ կարգավորել գործընթացի պարամետրերը և շարունակական բարձր հզորության ուլտրաձայնային ելքը: Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը կարող են մատուցել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Hielscher ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Մեր հաճախորդները գոհ են Hielscher Ultrasonics համակարգերի ակնառու ամրությունից և հուսալիությունից: Ծանր կիրառման ոլորտներում տեղադրումը (օրինակ՝ լայնածավալ նանոնյութերի վերամշակում), պահանջկոտ միջավայրերում և 24/7 շահագործումն ապահովում են արդյունավետ և խնայողական մշակում: Ուլտրաձայնային պրոցեսի ինտենսիվացումը նվազեցնում է մշակման ժամանակը և հասնում է ավելի լավ արդյունքների, այսինքն՝ ավելի բարձր որակ, ավելի բարձր եկամտաբերություն, նորարարական արտադրանք:

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 հեշտությամբ 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: