Nanotube Karbon Tunggal (SWNTs atau SWCNTs) memiliki karakteristik unik, namun untuk mengekspresikannya, mereka harus terpisah secara terpisah. Untuk memanfaatkan sepenuhnya karakteristik luar biasa dari nanotube karbon berdinding tunggal, tabung harus dilepaskan sepenuhnya. SWNTs sebagai nanopartikel lainnya menunjukkan daya tarik yang sangat tinggi, sehingga teknik yang kuat dan efisien diperlukan untuk deaglomerasi dan dispersi yang andal. Sementara teknik pencampuran yang umum tidak memberikan intensitas yang dibutuhkan untuk meredakan SWNT tanpa merusaknya, ultrasonik berdaya tinggi terbukti dapat meredakan dan menyebarkan SWCNTs. Kekuatan geser kavitasi yang dihasilkan secara ultrasonik cukup kuat untuk mengatasi kekuatan ikatan, sementara intensitas ultrasound dapat disesuaikan secara akurat untuk menghindari kerusakan pada SWCNT.

Masalah:

Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) berbeda dari Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWNTs / MWCNTs) oleh sifat listriknya. Kesenjangan pita SWCNTs dapat bervariasi dari nol hingga 2 eV dan konduktivitas listrik mereka memiliki perilaku metalik atau semikonduktor. Sebagai Karbon Nanotube Tunggal-Walled sangat kohesif, salah satu kendala utama dalam pengolahan SWCNTs adalah ketidakmampuan melekat tabung dalam pelarut organik atau air. Untuk menggunakan potensi penuh SWCNTs, diperlukan proses deagglomerasi yang sederhana, dapat diandalkan dan terukur dari tabung. Terutama, fungsionalisasi dinding samping CNT atau ujung terbuka untuk membuat antarmuka yang sesuai antara SWCNTs dan hasil pelarut organik dalam pengelupasan parsial dari SWCNTs, saja. Oleh karena itu, SWCNTs sebagian besar tersebar sebagai bundel daripada tali deagglomerated individu. Jika kondisi selama dispersi terlalu keras, SWCNT akan dipersingkat menjadi panjang antara 80 hingga 200nm. Untuk sebagian besar aplikasi praktis, yaitu untuk semikonduktor atau memperkuat SWCNT, panjang ini terlalu kecil.

Solusi:

Ultrasonication adalah metode yang sangat efektif untuk mendispersikan dan deagglomeration dari Karbon Nanotubes, karena gelombang ultrasonik dari ultrasonik intensitas tinggi menghasilkan kavitasi dalam cairan. Gelombang suara yang disebarkan dalam media cair menghasilkan siklus tekanan tinggi (kompresi) dan tekanan rendah (penghalusan), dengan laju tergantung pada frekuensi. Selama siklus tekanan rendah, gelombang ultrasonik berintensitas tinggi menciptakan gelembung vakum kecil atau void dalam cairan. Ketika gelembung mencapai volume di mana mereka tidak dapat lagi menyerap energi, mereka jatuh dengan keras selama siklus tekanan tinggi. Fenomena ini disebut kavitasi. Selama ledakan suhu yang sangat tinggi (sekitar 5.000 K) dan tekanan (sekitar 2.000 kmm) tercapai secara lokal. Ledakan gelembung kavitasi juga menghasilkan pancaran cairan hingga 280 m / s kecepatan. Aliran jet cair ini dihasilkan dari Kavitasi ultrasonik, Mengatasi kekuatan ikatan antara nanotube karbon dan karenanya, nanotube menjadi deagglomerated. Sebuah ringan, dikendalikan pengobatan ultrasonik adalah metode yang tepat untuk membuat suspensi surfaktan-stabil SWCNTs tersebar dengan panjang yang tinggi. Untuk produksi dikendalikan SWCNTs, prosesor ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk berjalan pada berbagai parameter ultrasonik set. Amplitudo ultrasonik, tekanan cair dan komposisi cairan dapat bervariasi masing-masing dengan materi spesifik dan proses. Ini menawarkan kemungkinan variabel penyesuaian, seperti

• amplitudo sonotrode hingga 170 mikron
• tekanan cairan hingga 10 bar
• laju aliran cairan hingga 15L / min (tergantung pada proses)
• suhu cair hingga 80 degC (suhu lainnya atas permintaan)
• bahan viskositas hingga 100.000cp

 

Selain itu, ultrasonication sebagai metode pemurnian polimer dibantu memungkinkan untuk menghilangkan kotoran dari SWCNTs as-tumbuh, secara efektif. Sulit untuk mempelajari modifikasi kimia SWCNTs pada tingkat molekuler, karena sulit untuk mendapatkan SWNTs murni. As-tumbuh SWCNTs mengandung banyak kotoran, seperti partikel logam dan karbon amorf. Ultrasonication SWCNTs dalam larutan monochlorobenzene (MCB) poli (metil metakrilat) PMMA diikuti oleh filtrasi adalah cara yang efektif untuk memurnikan SWCNTs. Metode pemurnian polimer yang dibantu ini memungkinkan menghilangkan kotoran dari SWCNTs as-tumbuh secara efektif. kontrol akurat dari amplitudo ultrasonication memungkinkan untuk menghindari atau membatasi merusak SWCNTs.

Peralatan Ultrasonik

Hielscher menawarkan kinerja tinggi prosesor ultrasonik untuk sonication dari setiap volume. perangkat ultrasonik dari 50 watt hingga 16.000 watt, yang bisa mengatur dalam kelompok, memungkinkan menemukan ultrasonik yang tepat untuk setiap aplikasi, di laboratorium maupun di industri. Untuk dispersi canggih nanotube, sebuah sonikasi terus menerus dianjurkan. Menggunakan sel aliran Hielscher ini, menjadi mungkin untuk membubarkan CNT ke dalam cairan viskositas tinggi seperti polimer, viskositas tinggi mencair dan termoplastik.

Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang dispersi dan modifikasi nanotube dengan daya tinggi USG!