Միատեսակ ցրված CNTs ուլտրաձայնային եղանակով
Ածխածնային նանոխողովակների (CNTs) բացառիկ գործառույթներն օգտագործելու համար դրանք պետք է միատարր ցրված լինեն:
Ուլտրաձայնային ցրիչները CNT-ները ջրային և լուծիչների վրա հիմնված կասեցումների մեջ բաշխելու ամենատարածված գործիքն են:
Ուլտրաձայնային ցրման տեխնոլոգիան ստեղծում է բավականաչափ բարձր կտրող էներգիա՝ CNT-ների ամբողջական տարանջատման հասնելու համար՝ առանց դրանք վնասելու:
Ածխածնային նանոխողովակների ուլտրաձայնային ցրում
Ածխածնային նանոխողովակները (CNTs) ունեն շատ բարձր հարաբերակցություն և ցուցադրում են ցածր խտություն, ինչպես նաև հսկայական մակերես (մի քանի հարյուր մ2/գ), ինչը նրանց տալիս է եզակի հատկություններ, ինչպիսիք են շատ բարձր առաձգական ուժ, կոշտություն և ամրություն, և շատ բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն: Վան դեր Վալսյան ուժերի շնորհիվ, որոնք ձգում են մեկ ածխածնային նանոխողովակները (CNTs) միմյանց, CNT-ները սովորաբար դասավորվում են կապոցներով կամ շղթաներով: Ներգրավման այս միջմոլեկուլային ուժերը հիմնված են հարակից նանոխողովակների միջև π-կապերի կուտակման երևույթի վրա, որը հայտնի է որպես π-շարժում: Ածխածնային նանոխողովակներից լիարժեք օգուտ քաղելու համար այս ագլոմերատները պետք է անջատվեն, և CNT-ները պետք է հավասարաչափ բաշխվեն միատարր դիսպերսիայում: Ինտենսիվ ուլտրաձայնային ազդեցությունը հեղուկների մեջ ստեղծում է ակուստիկ կավիտացիա: Դրանով առաջացած տեղային կտրվածքային սթրեսը կոտրում է CNT ագրեգատները և դրանք միատարր ցրում է միատարր կախույթի մեջ: Ուլտրաձայնային ցրման տեխնոլոգիան ստեղծում է բավականաչափ բարձր կտրող էներգիա՝ CNT-ների ամբողջական տարանջատման հասնելու համար՝ առանց դրանք վնասելու: Նույնիսկ զգայուն SWNT-ների համար sonication-ը հաջողությամբ կիրառվում է դրանք առանձին-առանձին անջատելու համար: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը պարզապես ապահովում է լարվածության բավարար մակարդակ SWNT ագրեգատները առանձնացնելու համար՝ առանց առանձին նանոտողովակների մեծ կոտրվածք պատճառելու (Huang, Terentjev 2012):
- Մեկ ցրված CNTs
- Միատարր բաշխում
- Բարձր ցրման արդյունավետություն
- Բարձր CNT բեռնումներ
- CNT-ի դեգրադացիա չկա
- Արագ վերամշակում
- գործընթացի ճշգրիտ վերահսկում
UIP2000hdT – 2 կՎտ հզոր ուլտրաձայնային սարք CNT ցրման համար
Բարձրորակ ուլտրաձայնային համակարգեր CNT ցրման համար
Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է հզոր և հուսալի ուլտրաձայնային սարքավորում՝ CNT-ների արդյունավետ ցրման համար: Անկախ նրանից, թե դուք պետք է փոքր CNT նմուշներ պատրաստեք վերլուծության համար և Ռ&D կամ դուք պետք է արտադրեք մեծ արդյունաբերական մեծ քանակությամբ ցրիչներ, Hielscher-ի արտադրանքի տեսականին առաջարկում է իդեալական ուլտրաձայնային համակարգ ձեր պահանջներին համապատասխան: Սկսած 50W ուլտրաձայնային սարքեր լաբորատորիայի համար մինչև 16 կՎտ արդյունաբերական ուլտրաձայնային միավորներ Առևտրային արտադրության համար Hielscher Ultrasonics-ը ձեզ ծածկում է:
Ածխածնային նանոխողովակների բարձրորակ դիսպերսիաներ արտադրելու համար գործընթացի պարամետրերը պետք է լավ վերահսկվեն: Ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը և պահպանման ժամանակը CNT-ի հավասար բաշխման համար ամենակարևոր պարամետրերն են: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը ոչ միայն թույլ են տալիս ճշգրիտ վերահսկել յուրաքանչյուր պարամետրը, այլ գործընթացի բոլոր պարամետրերը ավտոմատ կերպով գրանցվում են Hielscher-ի թվային ուլտրաձայնային համակարգերի ինտեգրված SD քարտի վրա: Յուրաքանչյուր ձայնային գործընթացի արձանագրությունը օգնում է ապահովել վերարտադրելի արդյունքներ և հետևողական որակ: Բրաուզերի հեռակառավարման միջոցով օգտատերը կարող է աշխատել և վերահսկել ուլտրաձայնային սարքը՝ առանց ուլտրաձայնային համակարգի գտնվելու վայրում գտնվելու:
Քանի որ մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակները (SWNT) և բազմապատ ածխածնային նանոխողովակները (MWNTs), ինչպես նաև ընտրված ջրային կամ լուծիչ միջավայրը պահանջում են մշակման հատուկ ինտենսիվություն, ուլտրաձայնային ամպլիտուդը առանցքային գործոն է, երբ խոսքը վերաբերում է վերջնական արտադրանքին: Hielscher ուլտրաձայնային’ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր, ինչպես նաև շատ մեղմ ամպլիտուդներ: Ստեղծեք իդեալական ամպլիտուդ՝ ձեր գործընթացի պահանջներին համապատասխան: Նույնիսկ մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Մեր հաճախորդները գոհ են Hielscher Ultrasonic-ի համակարգերի ակնառու ամրությունից և հուսալիությունից: Ծանր ծանրաբեռնվածության, պահանջկոտ միջավայրերում և 24/7 շահագործման ոլորտներում տեղադրումը ապահովում է 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:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.5-ից 1.5մլ | ԱԺ | VialTweeter |
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ լաբորատորիայից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով:
Գրականություն / Հղումներ
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ածխածնային նանոխողովակներ
Ածխածնային նանոխողովակները (CNTs) միաչափ ածխածնային նյութերի հատուկ դասի մի մասն են, որոնք ցուցադրում են բացառիկ մեխանիկական, էլեկտրական, ջերմային և օպտիկական հատկություններ: Դրանք հիմնական բաղադրիչն են, որն օգտագործվում է առաջադեմ նանոնյութերի մշակման և արտադրության մեջ, ինչպիսիք են նանո-կոմպոզիտները, ամրացված պոլիմերները և այլն, և, հետևաբար, օգտագործվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներում: CNT-ները բացահայտում են շատ բարձր առաձգական ուժ, բարձր ջերմային փոխանցման հատկություններ, ցածր ժապավենի բացեր և օպտիմալ քիմիական և ֆիզիկական կայունություն, ինչը նանոխողովակները դարձնում է խոստումնալից հավելում բազմազան նյութերի համար:
Կախված իրենց կառուցվածքից՝ CNTS-ները բաժանվում են միապատի ածխածնային նանոխողովակների (SWNTs), կրկնակի պատերով ածխածնային նանոխողովակների (DWCNTs) և բազմապատի ածխածնային նանոխողովակների (MWNTs):
SWNT-ները խոռոչ, երկար գլանաձև խողովակներ են, որոնք պատրաստված են մեկ ատոմի հաստությամբ ածխածնի պատից: Ածխածինների ատոմային թերթիկը դասավորված է մեղրախորիսխ վանդակի մեջ։ Հաճախ դրանք կոնցեպտուալ առումով համեմատվում են միաշերտ գրաֆիտի կամ գրաֆենի փաթաթված թերթերի հետ:
DWCNT-ները բաղկացած են երկու միապատի նանոխողովակներից, որոնցից մեկը գտնվում է մյուսի մեջ:
MWNT-ները CNT ձև են, որտեղ բազմաթիվ միապատի ածխածնային նանոխողովակներ բույն դրված են միմյանց ներսում: Քանի որ դրանց տրամագիծը տատանվում է 3-30 նմ-ի միջև և քանի որ դրանք կարող են աճել մի քանի սմ երկարությամբ, դրանց հարաբերակցությունը կարող է տատանվել 10-ից տասը միլիոնի միջև: Ածխածնային նանոմանրաթելերի համեմատ՝ MWNT-ներն ունեն պատի տարբեր կառուցվածք, ավելի փոքր արտաքին տրամագիծ և խոռոչ ներս: Արդյունաբերականորեն հասանելի MWNT-ների տեսակները սովորաբար օգտագործվում են, օրինակ՝ Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 և FutureCarbon CNT-MW:
CNT-ների սինթեզCNT-ները կարող են արտադրվել պլազմայի վրա հիմնված սինթեզի մեթոդով կամ աղեղային արտանետման գոլորշիացման մեթոդով, լազերային աբլյացիայի մեթոդով, ջերմային սինթեզի գործընթացով, քիմիական գոլորշիների նստեցմամբ (CVD) կամ պլազմայի միջոցով ուժեղացված քիմիական գոլորշի նստեցմամբ:
CNT-ների ֆունկցիոնալացումԱծխածնային նանոխողովակների բնութագրերը բարելավելու և դրանք որոշակի կիրառման համար ավելի հարմար դարձնելու համար CNT-ները հաճախ ֆունկցիոնալացվում են, օրինակ՝ կարբոքսիլաթթվի (-COOH) կամ հիդրոքսիլ (-OH) խմբեր ավելացնելով:
CNT ցրող հավելումներ
Մի քանի լուծիչներ, ինչպիսիք են սուպեր թթուները, իոնային հեղուկները և N-ցիկլոհեքսիլ-2-պիրոլիդնոնը, կարող են պատրաստել CNT-ների համեմատաբար բարձր խտության դիսպերսիաներ, մինչդեռ նանոխողովակների համար ամենատարածված լուծիչները, օրինակ՝ N-մեթիլ-2-պիրոլիդոնը (NMP): դիմմեթիլֆորմամիդը (DMF) և 1,2-դիքրոլոբենզոլը կարող են ցրել նանոխողովակները միայն շատ ցածր կոնցենտրացիաներում (օրինակ՝ սովորաբար <00.02 wt% մեկ պատի CNTs): Ամենատարածված ցրման միջոցներն են պոլիվինիլպիրոլիդոնը (PVP), նատրիումի դոդեցիլ բենզոլ սուլֆոնատը (SDBS), Տրիտոն 100 կամ նատրիումի դոդեցիլ սուլֆոնատը (SDS):
Կրեսոլները արդյունաբերական քիմիկատների խումբ են, որոնք կարող են մշակել CNT-ները մինչև տասնյակ քաշային տոկոս կոնցենտրացիաներում, ինչը հանգեցնում է նոսր դիսպերսիոններից, հաստ մածուկներից և ազատ կանգնած գելերից շարունակական անցման մեջ աննախադեպ խաղախմորի նման վիճակի, քանի որ CNT բեռնումը մեծանում է: . Այս վիճակները ցուցադրում են պոլիմերանման ռեոլոգիական և մածուցիկական հատկություններ, որոնք հնարավոր չէ ձեռք բերել այլ սովորական լուծիչներով, ինչը ենթադրում է, որ նանոխողովակները իսկապես ցրված են և նուրբ ցրված են կրեզոլներում: Կրեսոլները վերամշակումից հետո կարելի է հեռացնել տաքացնելով կամ լվանալով, առանց CNT-ների մակերեսը փոխելու: [Chiou et al. 2018]
CNT Dispersions-ի կիրառությունները
CNT-ների առավելություններն օգտագործելու համար դրանք պետք է ցրվեն հեղուկի մեջ, ինչպիսին են պոլիմերները: Հավասարաչափ ցրված CNT-ներն օգտագործվում են հաղորդիչ պլաստմասսաների, հեղուկ բյուրեղային էկրանների, օրգանական լույս արձակող դիոդների, սենսորային էկրանների, ճկուն էկրանների, արևային մարտկոցների արտադրության համար: հաղորդիչ թանաքներ, ստատիկ հսկողության նյութեր, ներառյալ թաղանթներ, փրփուրներ, մանրաթելեր և գործվածքներ, պոլիմերային ծածկույթներ և սոսինձներ, բացառիկ մեխանիկական ուժով և ամրությամբ պոլիմերային կոմպոզիտներ, պոլիմերային/CNT կոմպոզիտային մանրաթելեր, ինչպես նաև թեթև և հակաստատիկ նյութեր: