Ուլտրաձայնային Nano-Structuring է արտադրել ծակոտկեն Metals

sonochemistry Սա շատ արդյունավետ գործիք է ինժեներական եւ functionalization նանո նյութերի. Մետաղագործական, ուլտրաձայնային ճառագայթում նպաստում ձեւավորմանը ծակոտկեն մետաղների. Որ հետազոտական ​​խումբը դոկտոր Դարյա Andreeva մշակվել է արդյունավետ եւ ծախսերի-արդյունավետ ուլտրաձայնային օժանդակությամբ կարգը արտադրել mesoporous մետաղներ:

Ծակոտկեն մետաղները մեծ հետաքրքրություն են առաջացնում բազմաշերտ տեխնոլոգիական ճյուղերի նկատմամբ, քանի որ նրանց չմարված հատկությունները, ինչպիսիք են դրանց կորոզիայի դիմադրությունը, մեխանիկական ուժը եւ գերազանցապես բարձր ջերմաստիճանի դիմակայելու ունակությունը: Այս հատկությունները հիմնված են նանոտեխնոլոգիական մակերեւույթների վրա, որոնք չափում են տրամագծի մի քանի նանոմետրեր: Mesoporous նյութերը բնութագրվում են չափերի միջեւ 2 - ից 50 նմ, մինչդեռ միկրոօրիչ նյութը ունեն ծակոտի չափը պակաս 2nm. Միջազգային գիտահետազոտական ​​թիմը, ներառյալ Բայրուտի համալսարանի (Ֆիզիկական քիմիայի բաժին) դոկտոր Դարիա Անդրեեւան, հաջողությամբ զարգացրել է նման մետաղական կառույցների նախագծման եւ արտադրման համար ծանր պարտքային եւ ծախսարդյունավետ ուլտրաձայնային ընթացակարգ:

Այս գործընթացում, մետաղներ են վերաբերվում է նստվածքային լուծման այնպիսի ձեւով, որ cavities մի քանի նանոմետր զարգանալ, ի հենց սահմանված բացերը: Համար, այս հատուկ մշակված կառույցների, արդեն կա մի լայն սպեկտրը նորարարական ծրագրեր, այդ թվում օդի մաքրության, էներգետիկ պահեստավորման կամ բժշկական տեխնոլոգիաների. Մասնավորապես խոստումնալից է օգտագործումը ծակոտկեն մետաղների նանոկոմպոզիտներում. Սրանք մի նոր դասի կոմպոզիտային նյութերի, որի մի շատ նուրբ մատրիցը կառուցվածքը լցված մասնիկների սկսած չափը մինչեւ 20 նանոմետր:

The UIP1000hd է հզոր ուլտրաձայնային սարք, որն օգտագործվում է նյութերի ինժեներական, նանո structuring եւ մասնիկների փոփոխումը. (Մեծացնել)

Դոկտոր Դ Andreeva ցուցադրում է կարգը sonication պինդ մասնիկների է նստվածքային կասեցման օգտագործելով UIP1000hd ultrasonicator (20 kHz, 1000W): Picture Չ. Wißler

Նոր տեխնիկան օգտագործում է գործընթացը Ultrasonically գեներացվել պղպջակների ձեւավորման, որը termed Cavitation ֆիզիկայի (բխում lat. “հսկա” = “խոռոչ”). Է նավագնացություն, այս գործընթացը կը վախնային պայմանավորված է մեծ վնաս, այն կարող է հանգեցնել նավի պտուտակների եւ տուրբինների: Համար շատ բարձր պտտման արագությունը, գոլորշու փուչիկները ձեւավորել ջրի տակ: Հետո մի կարճ ժամանակահատվածում տակ չափազանց բարձր ճնշման փուչիկները փլուզվել ներքուստ, դրանով իսկ խեղաթյուրելով մետաղական մակերեսները: Գործընթացը cavitation կարելի է նաեւ գեներացվել օգտագործելով ուլտրաձայնային: Ուլտրաձայնային կազմված է compressional ալիքների հետ հաճախականությունների վերը լսելի միջակայքում (20 kHz) եւ առաջացնում վակուումային փուչիկները ջրի եւ ջրային լուծույթները: Օդի ջերմաստիճանը մի քանի հազար աստիճան հարյուրաստիճան եւ չափազանց բարձր ճնշումները մինչեւ 1000 բար առաջանում են այն ժամանակ, երբ այդ փուչիկները implode:

The ուլտրաձայնի սարքավորւոմներ սարքը UIP1000hd արդեն օգտագործվել է nanostructuring բարձր ծակոտկեն մետաղների. (Մեծացնել)

Սխեմատիկորեն հետեւանքների ակուստիկ cavitation վրա ձեւափոխման մետաղական մասնիկների.
Լուսանկարը քիչ դիտարկումներ է դոկտոր Դ Andreeva

Վերոնշյալ սխեմայով ցույց է տալիս, որ մկների մասնիկների փոփոխության վրա ձայնային կավիտացիայի ազդեցությունը: Ցածր հալման կետով (MP) ցինկ (Zn) ունեցող մետաղները լիովին օքսիդացված են. մետաղները բարձր հալման կետի նման նիկելի (Ni) եւ տիտանի (Ti) ցուցադրման մակերեւույթի փոփոխություն sonication. Ալյումին (Ալ) եւ մագնեզիում (Mg) ձեւավորում են մզուրային կառույցներ: Նոբելյան մետաղները հագեցած են ուլտրաձայնային ճառագայթման վրա, օքսիդացման դեմ կայունության պատճառով: Մետաղների հալեցման կետերը նշված են Քելվին (K) աստիճաններում:

Այս գործընթացի ճշգրիտ հսկողությունը կարող է հանգեցնել մետաղների նպատակային նանոտեխնոլոգիաների, որոնք կասեցվում են ջրային լուծույթում `հաշվի առնելով մետաղների որոշ ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունները: Մետաղների համար շատ տարբեր են արձագանքում, երբ այդպիսի sonication- ը ենթարկվում է դոկտոր Դարիա Անդրեեւան, Գոլմում, Բեռլինում եւ Մինսկում իր գործընկերների հետ միասին: Բարձր ռեակտիվությամբ մետաղներում, ինչպիսիք են ցինկը, ալյումինը եւ մագնեզիումը, աստիճանաբար ձեւավորվում է matrix կառուցվածքը, կայունացվում է օքսիդի ծածկույթով: Սա հանգեցնում է ծակոտկեն մետաղների, որոնք կարող են հետագա մշակվել կոմպոզիտային նյութերի մեջ: Ոսկու, պլատինի, արծաթե եւ պալադիումի մետաղները, սակայն, այլ կերպ են վարվում: Նրանց ցածր օքսիդացման միտումով հաշվի են առնում ուլտրաձայնային բուժումը եւ պահպանում են իրենց նախնական կառույցները եւ հատկությունները:

Ըստ sonication, մի polyelectrolyte ծածկույթների կարող է ձեւավորվել, որ պաշտպանում է կոռոզիայից. (Մեծացնել)

Ուլտրաձայնային պաշտպանությունը ալյումինե համաձուլվածքների դեմ կոռոզիայից. [© SkOrB et al. 2011]

Նկարում պատկերված է վերեւում ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային կարող է օգտագործվել նաեւ պաշտպանության համար ալյումինե համաձուլվածքների կոռոզիայից. Վրա ձախ կողմում. Լուսանկարը ալյումինե խառնուրդ մի բարձր քայքայիչ լուծման, ստորեւ մի electomicroscopic պատկերի մակերեսի, որի վրա պատճառով sonication մի polyelectolyte ծածկույթների արդեն ձեւավորվել: Այս ծածկույթների առաջարկում է պաշտպանություն կորոզիայից համար 21 օրով: Ին աջ Նույն ալյումինե խառնուրդ, առանց ենթարկվում է sonication. Մակերեւույթը է ամբողջությամբ քայքայվում է:

Այն փաստը, որ տարբեր մետաղները արձագանքում են չափազանց տարբեր ձեւերով, sonication- ը կարող է շահագործվել նյութագիտության մեջ նորարարությունների համար: Համաձուլվածքները կարող են այնպես փոխակերպվել նանոկոմպոզիտների համար, որոնցում ավելի կայուն նյութի մասնիկներն ամրացվում են պակաս կայուն մետաղի ծակոտկենային մատրիցով: Շատ խոշոր մակերեւույթները դառնում են շատ սահմանափակ տարածության մեջ, ինչը թույլ է տալիս այս նանոկոմպոցիտները օգտագործել որպես կատալիզատորներ: Նրանք հատկապես արագ եւ արդյունավետ քիմիական ռեակցիաներ են գործում:

Հետ միասին դոկտոր Դարյա Andreeva, հետազոտողները Պրոֆեսոր Դոկտոր Անդրեաս Fery, դոկտոր Նիկոլա Pazos-Պերեսն ու Jana Schäferhans, ինչպես նաեւ վարչության Ֆիզիկական քիմիայի Երկրորդի, նպաստել է հետազոտության արդյունքների: Իրենց գործընկերների Մաքս Պլանկի ինստիտուտի կոլոիդների եւ ինտերֆեյսերի Golm, որ Հելմհոլցի-ցենտրում Berlin für Materialien und Energie GmbH եւ Բելառուսի պետական ​​համալսարանը Մինսկում, նրանք հրապարակել են իրենց վերջին արդյունքները օնլայն ամսագրում “nanoscale”,

Hielscher's ultrasonicator UIP1000hd was successfully used for the formation of mesoporous metals. (Click to enlarge!)

Ուլտրաձայնային Processor UIP1000hd համար Nano-համակարգման մետաղների

Հետադարձ կապ / Հարցրեք ավելի շատ տեղեկությունների համար

Խոսեք մեզ ձեր վերամշակող պահանջներին. Մենք խորհուրդ ենք տալիս, որ ամենահարմար setup եւ վերամշակման պարամետրերի ձեր նախագծին.





Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,


Տեղեկագրություն:

  • SkOrB, Եկատերինա V; Fix, Dimitri. Shchukin, Դմիտրի G; Möhwald, Helmuth. Սվիրիդովը, Դմիտրի Վ.; Մուսա, Rami. Wanderka, Նելիա. Schäferhans, Jana. Pazos-Perez, Նիկոլաս. Fery, Անդրեաս; Andreeva, Դարյա Վ (2011): Sonochemical ձեւավորումը մետաղական սպունգեր. nanoscale – Advance առաջին 3/3, 2011 թ 985-993.
  • Wißler, Christian (2011): Բարձր ճշգրիտ nanostructuring օգտագործելով ուլտրաձայնային: Նոր կարգը արտադրել ծակոտկեն մետաղներ: Նայում հետազոտության. Communications համալսարանի Bayreuth 05. 2011 թ.

Հետագա գիտական ​​տեղեկությունների համար խնդրում ենք դիմել. Dr. Daria Andreeva բաժինը Ֆիզիկական քիմիա II Bayreuth համալսարանի, 95440 Bayreuth, Գերմանիա – հեռախոս: +49 (0) 921 / 55-2750
էլ. փոստ `daria.andreeva@uni-bayreuth.de



Փաստեր Worth Իմանալով

Ուլտրաձայնային հյուսվածքների Homogenizers հաճախ կոչվում է որպես ստուգվել sonicator, sonic lyser, ուլտրաձայնային disruptor, ուլտրաձայնային սրող, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, բջջային քայքայիչների, ուլտրաձայնային disperser կամ լուծիչի: Այն տարբեր պայմանները հանգեցնում են տարբեր ծրագրեր, որոնք կարող են կատարվել է sonication.