Ultrasonik menyebar dari Nanotubes karbon (CNT)
Carbonnanotubes kuat dan fleksibel tetapi sangat kohesif. Mereka sulit untuk membubarkan ke dalam cairan, seperti air, ethanol, minyak, polimer atau resin epoksi. USG merupakan metode yang efektif untuk mendapatkan diskrit – single-tersebar – carbonnanotubes.
Carbonnanotubes (CNT) yang digunakan dalam perekat, pelapis dan polimer dan pengisi sebagai penghantar listrik dalam plastik untuk menghilangkan biaya statis dalam peralatan listrik dan di panel bodi mobil elektrostatis paintable. Dengan menggunakan nanotube, polimer bisa dibuat lebih tahan terhadap suhu, bahan kimia, lingkungan korosif, tekanan ekstrim dan abrasi. Ada dua kategori nanotube karbon: Single-dinding nanotube (SWNT) dan nanotube multi-dinding (Mwnt).
Carbonnanotubes umumnya tersedia sebagai bahan kering, misalnya dari perusahaan, seperti Penelitian SES atau CNT Co, Ltd Sebuah sederhana, dapat diandalkan dan scalable proses untuk deagglomeration diperlukan, dalam rangka untuk memanfaatkan nanotube untuk potensi maksimum mereka. Untuk cairan hingga 100, 000cP USG adalah teknologi yang sangat efektif untuk Dispersing dari nanotube dalam air, minyak atau polimer pada konsentrasi rendah atau tinggi. Aliran jet cair yang dihasilkan dari Kavitasi ultrasonik, Mengatasi kekuatan ikatan antara nanotube, dan memisahkan tabung. Karena gaya geser ultrasonically dihasilkan dan turbulen mikro USG dapat membantu dalam lapisan permukaan dan kimia reaksi nanotube dengan bahan lain, juga.
Umumnya, nanotube-dispersi kasar pertama campuran oleh pengaduk standar dan kemudian dihomogenisasi dalam reaktor sel aliran ultrasonik. Video di bawah ini (klik gambar untuk memulai!) menunjukkan percobaan laboratorium (batch sonikasi menggunakan UP400S) Menyebar carbonnanotubes multiwall dalam air pada konsentrasi rendah. Karena sifat kimia karbon perilaku menyebar dari nanotube dalam air agak sulit. Seperti yang ditunjukkan dalam video, dapat dengan mudah menunjukkan bahwa ultrasonication mampu untuk membubarkan nanotube efektif.
Dispersi Individu SWNTs dari Panjang Tinggi
Masalah utama untuk memproses dan manipulasi SWNTs adalah hal tdk dpt melekat pada tabung dalam pelarut organik umum dan air. Fungsionalisasi sisi dinding nanotube atau ujung terbuka untuk menciptakan antarmuka yang sesuai antara SWNTs dan pelarut sebagian besar menyebabkan pengelupasan kulit parsial tali SWNT, hanya.
Sebagai hasilnya, SWNTs biasanya tersebar sebagai bundel bukan objek individu sepenuhnya terisolasi. Ketika kondisi terlalu keras bekerja selama dispersi, yang SWNTs diperpendek untuk panjang antara 80 dan 200nm. Meskipun ini berguna untuk tes tertentu, panjang ini terlalu kecil untuk aplikasi yang paling praktis, seperti SWNTs semikonduktor atau memperkuat. Dikontrol, pengobatan ultrasonik ringan (misalnya dengan UP200Ht dengan 40mm sonotrode) Adalah prosedur yang efektif untuk mempersiapkan dispersi berair SWNTs individu yang panjang. Urutan ultrasonication ringan meminimalkan shortening dan memungkinkan pelestarian maksimal sifat struktural dan elektronik.
Pemurnian SWNT dengan polimer dibantu Ultrasonication
Sulit untuk mempelajari modifikasi kimia dari SWNTs pada tingkat molekuler, karena sulit untuk mendapatkan SWNTs murni. As-tumbuh SWNTs mengandung banyak kotoran, seperti partikel logam dan karbon amorf. Ultrasonication dari SWNTs dalam larutan monochlorobenzene (MCB) poli (metil metakrilat) PMMA diikuti oleh filtrasi adalah cara yang efektif untuk memurnikan SWNTs. Metode pemurnian polimer yang dibantu ini memungkinkan untuk menghilangkan kotoran dari SWNTs as-tumbuh secara efektif. (Yudasaka et al.) Kontrol akurat dari amplitudo ultrasonication memungkinkan untuk membatasi kerusakan pada SWNTs.
Hielscher sebuah berbagai perangkat ultrasonik dan aksesoris untuk menyebar efisien nanotube.
- Perangkat kompak laboratorium dari hingga kekuatan 400 Watt untuk menyebar ke volume yang lebih kecil hingga 2 liter
- 500 dan 1.000 dan 2.000 watt ultrasonik prosesor seperti UIP1000hd dapat memproses volume yang lebih besar.
- sistem ultrasonik 2, 4, 10 dan 16kW dan lebih untuk diproses di tingkat komersial.
Literatur
Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): A Way Sederhana untuk Kimia Bereaksi Single-Dinding Crabon nanotube dengan Bahan Organik Menggunakan Ultrasonication; di Nano Letters, Vol. 1, No 7, 2001, hal. 361-363.
Yudasaka, M .; Zhang, M .; Jabs, C .; Iijima, S. (2000): Appl. Phys. Sebuah 2000, 71, 449.
Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dispersi Individu Single-Walled Carbon nanotube dari Panjang Tinggi, di: Langmuir, Vol. 20, No. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.