Cara Membuat Nanofluida

Cairan nano adalah cairan rekayasa yang terdiri dari cairan dasar yang mengandung nanopartikel. Untuk sintesis nanofluida, diperlukan teknik homogenisasi dan deaglomerasi yang efektif dan andal untuk memastikan dispersi seragam tingkat tinggi. Disperser ultrasonik adalah teknologi unggulan untuk menghasilkan nanofluida dengan karakteristik yang sangat baik. Dispersi ultrasonik unggul dengan efisiensi, kecepatan, kesederhanaan, keandalan, dan keramahan pengguna.

Apa itu Nanofluids?

Nanofluida adalah fluida yang mengandung partikel berukuran nano (≺100nm), biasa disebut nanopartikel. Nanopartikel yang digunakan dalam nanofluida biasanya terbuat dari logam, oksida, karbida, atau tabung nano karbon. Nanopartikel ini tersebar ke dalam cairan dasar (misalnya, minyak air, dll.) untuk mendapatkan suspensi koloid yang direkayasa, yaitu nanofluida. Cairan nano menunjukkan sifat termo-fisik yang ditingkatkan seperti konduktivitas termal, difusivivitas termal, viskositas, dan koefisien perpindahan panas konvektif dibandingkan dengan sifat material fluida dasar.
Aplikasi umum nanofluida adalah penggunaannya sebagai pendingin atau refrigeran. Dengan penambahan partikel nano ke pendingin konvensional (seperti air, minyak, etilen glikol, polialfaolefin, dll.), Sifat termal pendingin konvensional ditingkatkan.

• cairan pendingin / perpindahan panas
• Pelumas
• Aplikasi Biomedis

Membuat Nanofluida dengan Homogenizer Ultrasonik

Struktur mikro nanofluida dapat dipengaruhi dan dimanipulasi dengan penerapan teknologi homogenisasi dan parameter pemrosesan yang paling sesuai. Dispersi ultrasonik telah terbukti sebagai teknik yang sangat efisien dan andal untuk persiapan nanofluida. Disperser ultrasonik digunakan dalam penelitian dan industri untuk mensintesis, menggiling, membubarkan dan menghomogenkan nanopartikel dengan keseragaman tinggi dan distribusi ukuran partikel yang sempit. Parameter proses untuk sintesis nanofluida meliputi input energi ultrasonik, amplitudo ultrasonik, suhu, tekanan, dan keasaman. Selain itu, jenis dan konsentrasi reaktan dan aditif serta urutan, di mana aditif ditambahkan ke larutan, merupakan faktor penting.
Diketahui bahwa sifat-sifat nanofluida sangat bergantung pada struktur dan bentuk nanomaterial. Oleh karena itu, memperoleh struktur mikro yang dapat dikendalikan dari nanofluida merupakan faktor utama yang berkontribusi pada fungsionalitas dan kualitas nanofluida. Menggunakan parameter ultrasonikasi yang dioptimalkan seperti amplitudo, tekanan, suhu dan input energi (Ws / mL) adalah kunci untuk menghasilkan nanofluida berkualitas tinggi yang stabil dan seragam. Ultrasonikasi dapat berhasil diterapkan untuk mendeaglomerasi dan membubarkan partikel menjadi nanopartikel tunggal yang terdispersi. Dengan ukuran partikel yang lebih kecil, gerak Brown (kecepatan Brown) serta interaksi partikel-partikel meningkat dan menghasilkan nanofluida yang lebih stabil. Ultrasonicators Hielscher memungkinkan kontrol yang tepat atas semua parameter pemrosesan penting, dapat berjalan terus menerus pada amplitudo tinggi (24/7/365) dan dilengkapi dengan protokol data otomatis untuk memudahkan evaluasi semua jalanan sonikasi.

Silika berukuran nano yang tersebar secara ultrasonik

Sonikasi Meningkatkan Stabilitas Nanofluida

Untuk nanofluida, aglomerasi nanopartikel tidak hanya menghasilkan pengendapan dan penyumbatan saluran mikro tetapi juga penurunan konduktivitas termal nanofluida. Deaglomerasi dan dispersi ultrasonik banyak diterapkan dalam ilmu material dan industri. Sonikasi adalah teknik yang terbukti untuk menyiapkan dispersi nano yang stabil dengan distribusi nanopartikel yang seragam dan stabilitas yang besar. Oleh karena itu, disperser ultrasonik Hielscher adalah teknologi yang disukai, dalam hal produksi nanofluida.

Nanofluida yang Diproduksi Ultrasonik dalam Penelitian

Penelitian telah menyelidiki efek ultrasonikasi dan parameter ultrasonik pada karakteristik nanofluida. Baca lebih lanjut tentang temuan ilmiah tentang persiapan nanofluida ultrasonik.

Efek Ultrasonik pada Persiapan Nanofluida Al2O3

Noroozi et al. (2014) menemukan bahwa pada "konsentrasi partikel yang lebih tinggi, ada peningkatan yang lebih besar dari difusivitas termal cairan nano yang dihasilkan dari sonikasi. Selain itu, stabilitas yang lebih besar dan peningkatan difusivitas termal diperoleh dengan sonikasi nanofluida dengan sonicator probe daya yang lebih tinggi sebelum pengukuran. Peningkatan difusivivitas termal lebih besar untuk NP berukuran lebih kecil. Ini karena partikel yang lebih kecil memiliki rasio luas permukaan efektif terhadap volume yang lebih tinggi. Dengan demikian, partikel yang lebih kecil membantu membentuk nanofluida yang stabil dan sonikasi dengan probe ultrasonik menghasilkan efek substansial pada difusivitas termal. (Noroozi et al. 2014)

Instruksi Langkah demi Langkah untuk Produksi Ultrasonik cairan nano air Al2O3

Pertama, timbang massa nanopartikel Al2O3 dengan timbangan elektronik digital. Kemudian masukkan nanopartikel Al2O3 ke dalam air suling yang telah ditimbang secara bertahap dan aduk campuran Al2O3-air. Sonicasi campuran terus menerus selama 1 jam dengan perangkat tipe probe ultrasonik UP400S (400W, 24kHz, lihat gambar kiri) untuk menghasilkan dispersi nanopartikel yang seragam dalam air suling. Cairan nano dapat dibuat pada fraksi yang berbeda (0,1%, 0,5%, dan 1%). Tidak diperlukan perubahan surfaktan atau pH. (Isfahani et al., 2013)

Nanofluida ZnO Berair yang Disetel Secara Ultrasonik

Elcioglu et al. (2021) menyatakan dalam studi ilmiah mereka bahwa "Ultrasonikasi adalah proses penting untuk dispersi nanopartikel yang tepat dalam cairan dasar dan stabilitas, serta untuk sifat optimal untuk aplikasi dunia nyata." Mereka menggunakan ultrasonicator UP200Ht untuk menghasilkan nanofluida ZnO / air. Sonikasi memiliki efek yang jelas pada tegangan permukaan nanofluida ZnO berair. Temuan para peneliti menghasilkan kesimpulan bahwa tegangan permukaan, pembentukan nano-film dan fitur terkait lainnya dari setiap nanofluida dapat disesuaikan dan disetel dalam kondisi ultrasonikasi yang tepat.

Homogenizer Ultrasonik untuk Produksi Nanofluida

Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan disperser ultrasonik berkinerja tinggi untuk semua jenis aplikasi homogenisasi dan deaglomerasi. Ketika datang ke produksi nanofluida, kontrol sonikasi yang tepat dan perawatan ultrasonik yang andal dari suspensi nanopartikel sangat penting.
Prosesor Hielscher Ultrasonics memberi Anda kendali penuh atas semua parameter pemrosesan penting seperti input energi, intensitas ultrasonik, amplitudo, tekanan, suhu, dan waktu retensi. Dengan demikian, Anda dapat menyesuaikan parameter dengan kondisi yang dioptimalkan, yang selanjutnya mengarah ke cairan nano berkualitas tinggi.

• Untuk volume / kapasitas apa pun: Hielscher menawarkan ultrasonicator dan portofolio aksesori yang luas. Hal ini memungkinkan konfigurasi sistem ultrasonik yang ideal untuk aplikasi dan kapasitas produksi Anda. Dari botol kecil dengan mililiter hingga aliran volume tinggi ribuan galon per jam, Hielscher menawarkan solusi ultrasonik yang sesuai untuk proses Anda.
• Ketahanan: Sistem ultrasonik kami kuat dan dapat diandalkan. Semua ultrasonicator Hielscher dibuat untuk operasi 24/7/365 dan membutuhkan sedikit perawatan.
• Keramahan pengguna: Perangkat lunak yang diuraikan dari perangkat ultrasonik kami memungkinkan pra-seleksi dan penyimpanan pengaturan sonikasi untuk sonikasi yang sederhana dan andal. Menu intuitif mudah diakses melalui layar sentuh berwarna digital. Kontrol browser jarak jauh memungkinkan Anda untuk mengoperasikan dan memantau melalui browser internet apa pun. Perekaman data otomatis menyimpan parameter proses dari setiap sonikasi yang dijalankan pada kartu SD bawaan.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: