Ultrasonik Berdaya Tinggi untuk Perlakuan Partikel: Catatan Aplikasi

Agar karakteristiknya muncul sepenuhnya, partikel harus dideaglomerasi dan didispersikan secara merata sehingga permukaannya tersedia. Gaya ultrasonik yang kuat dikenal sebagai sarana pendispersi dan penggilingan yang andal untuk memecah partikel hingga ukuran submikron dan nano. Selain itu, sonikasi memungkinkan modifikasi dan fungsionalisasi partikel, misalnya dengan melapisi nanopartikel dengan lapisan logam.

Di bawah ini tersedia pilihan partikel dan cairan beserta rekomendasi terkait cara memperlakukan bahan untuk menggiling, mendispersikan, mendeaglomerasi, atau memodifikasi partikel menggunakan homogenizer ultrasonik.

Cara Menyiapkan Serbuk dan Partikel Anda dengan Sonikasi Berdaya Tinggi.

Dalam urutan abjad:

Aerosil

Aplikasi ultrasonik:
Dispersi partikel silika Aerosil OX50 dalam air Millipore (pH 6) disiapkan dengan mendispersikan 5,0 g serbuk ke dalam 500 mL air menggunakan prosesor ultrasonik berintensitas tinggi UP200S (200W; 24kHz). Dispersi silika disiapkan dalam larutan air suling (pH = 6) dengan iradiasi ultrasonik menggunakan UP200S selama 15 min., dilanjutkan dengan pengadukan kuat selama 1 h. HCl digunakan untuk menyesuaikan pH. Kandungan padatan dalam dispersi adalah 0,1% (w/v).
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Combination of Natural and Thermosensitive Polymers in Flocculation of Fine Silica Dispersions. International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al₂O₃–air: Nanofluida

Aplikasi ultrasonik:
Al₂O₃–air dapat disiapkan sebagai nanofluida melalui langkah-langkah berikut: Pertama, timbang massa nanopartikel Al₂O₃ menggunakan neraca elektronik digital. Kemudian masukkan nanopartikel Al₂O₃ secara bertahap ke dalam air suling yang telah ditimbang dan aduk campuran Al₂O₃–air. Sonikasi campuran secara kontinu selama 1h dengan perangkat ultrasonik tipe probe UP400S (400W, 24kHz) untuk menghasilkan dispersi nanopartikel yang seragam dalam air suling.
Nanofluida dapat disiapkan pada fraksi yang berbeda (0,1%, 0,5%, dan 1%). Tidak diperlukan surfaktan atau perubahan pH.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77–84.

Dispersi ultrasonik aluminium oksida (Al2O3) menghasilkan pengurangan ukuran partikel yang signifikan dan dispersi yang seragam.

Partikel silika berlapis boehmit

Aplikasi ultrasonik:
Partikel silika dilapisi dengan lapisan boehmit: Untuk memperoleh permukaan yang benar-benar bersih tanpa zat organik, partikel dipanaskan hingga 450°C. Setelah partikel digiling untuk memecah aglomerat, suspensi berair 6 vol% (≈70 ml) disiapkan dan distabilkan pada pH 9 dengan menambahkan tiga tetes larutan amonium. Suspensi kemudian dideaglomerasi melalui sonikasi menggunakan UP200S pada amplitudo 100% (200 W) selama 5 min. Setelah larutan dipanaskan hingga di atas 85°C, 12,5 g aluminium sek-butoksida ditambahkan. Suhu dipertahankan pada 85–90°C selama 90 min., dan suspensi diaduk dengan pengaduk magnetik selama seluruh prosedur. Setelah itu, suspensi terus diaduk hingga mendingin ke bawah 40°C. Kemudian, nilai pH disesuaikan menjadi 3 dengan menambahkan asam klorida. Segera setelahnya, suspensi disonikasi dalam penangas es. Serbuk dicuci melalui pengenceran dan sentrifugasi berikutnya. Setelah supernatan dibuang, partikel dikeringkan dalam oven pengering pada 120°C. Terakhir, partikel diberi perlakuan panas pada 300°C selama 3 jam.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Wyss, H. M. (2003): Microstructure and Mechanical Behavior of Concentrated Particle Gels. Dissertation Swiss Federal Institute of Technology 2003. p.71.

Sintesis nanokomposit kadmium(II)-tioasetamida

Aplikasi ultrasonik:
Nanokomposit kadmium(II)-tioasetamida disintesis dengan dan tanpa polivinil alkohol melalui jalur sonokimia. Untuk sintesis sonokimia (sonosintesis), 0,532 g kadmium (II) asetat dihidrat (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g tioasetamida (TAA, CH3CSNH2), dan 0,664 g kalium iodida (KI) dilarutkan dalam 20mL air deionisasi yang disuling dua kali. Larutan ini disonikasi dengan sonikator tipe probe berdaya tinggi UP400S (24 kHz, 400W) pada suhu ruang selama 1 h. Selama sonikasi campuran reaksi, suhu meningkat menjadi 70–80degC sebagaimana diukur dengan termokopel besi–constantin. Setelah satu jam, terbentuk endapan kuning cerah. Endapan diisolasi melalui sentrifugasi (4.000 rpm, 15 min), dicuci dengan air yang disuling dua kali lalu dengan etanol absolut untuk menghilangkan sisa pengotor, dan akhirnya dikeringkan di udara (rendemen: 0,915 g, 68%). Titik dekomposisi 200°C. Untuk menyiapkan nanokomposit polimer, 1,992 g polivinil alkohol dilarutkan dalam 20 mL air deionisasi yang disuling dua kali, lalu ditambahkan ke dalam larutan di atas. Campuran ini diiradiasi secara ultrasonik menggunakan UP400S selama 1 h hingga terbentuk produk jingga cerah.
Hasil SEM menunjukkan bahwa dengan adanya PVA, ukuran partikel berkurang dari sekitar 38 nm menjadi 25 nm. Kemudian kami menyintesis nanopartikel CdS heksagonal dengan morfologi sferis melalui dekomposisi termal nanokomposit polimer kadmium(II)-tioasetamida/PVA sebagai prekursor. Ukuran nanopartikel CdS diukur dengan XRD maupun SEM dan hasil keduanya sangat sesuai satu sama lain.
Ranjbar et al. (2013) juga menemukan bahwa nanokomposit polimer Cd(II) merupakan prekursor yang sesuai untuk penyiapan nanopartikel kadmium sulfida dengan morfologi yang menarik. Semua hasil menunjukkan bahwa sintesis ultrasonik dapat berhasil digunakan sebagai metode yang sederhana, efisien, berbiaya rendah, ramah lingkungan, dan sangat menjanjikan untuk sintesis bahan berskala nano tanpa memerlukan kondisi khusus, seperti suhu tinggi, waktu reaksi lama, dan tekanan tinggi.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Synthesis and Characterization of Cadmium-Thioacetamide Nanocomposites. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203–212.

CaCO₃

Aplikasi ultrasonik:
Pelapisan ultrasonik CaCO₃ hasil presipitasi nano (NPCC) dengan asam stearat dilakukan untuk meningkatkan dispersinya dalam polimer dan mengurangi aglomerasi. Sebanyak 2g CaCO₃ hasil presipitasi nano (NPCC) tanpa lapisan telah disonikasi menggunakan UP400S dalam 30ml etanol. Sebanyak 9 wt% asam stearat telah dilarutkan dalam etanol. Etanol yang mengandung asam stearat kemudian dicampur dengan suspensi yang telah disonikasi.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S dengan sonotrode berdiameter 22mm (H22D), dan sel alir dengan jaket pendingin
Referensi/ Makalah Penelitian:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): Effects of ultrasound in coating nano-precipitated CaCO3 with stearic acid. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807–813.

Nanokristal Selulosa

Aplikasi ultrasonik:
Nanokristal selulosa (CNC) yang disiapkan dari CNC selulosa eukaliptus: Nanokristal selulosa yang disiapkan dari selulosa eukaliptus dimodifikasi melalui reaksi dengan metil adipoil klorida, CNCm, atau dengan campuran asam asetat dan asam sulfat, CNCa. Untuk itu, CNC, CNCm, dan CNCa yang telah dikeringbekukan didispersikan kembali dalam pelarut murni (EA, THF, atau DMF) pada 0,1 wt%, melalui pengadukan magnetik semalaman pada 24 ± 1 degC, dilanjutkan dengan sonikasi selama 20 min. menggunakan sonikator tipe probe UP100H. Sonikasi dilakukan dengan intensitas 130 W/cm² pada 24 ± 1 degC. Setelah itu, CAB ditambahkan ke dalam dispersi CNC sehingga konsentrasi akhir polimer adalah 0,9 wt%.
Rekomendasi Perangkat:
UP100H
Referensi/ Makalah Penelitian:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): Interplay of colloidal stability of cellulose nanocrystals and their dispersibility in cellulose acetate butyrate matrix. Cellulose 20/3, 2013. 1329–1342.

Silana yang Didoping Serium Nitrat

Aplikasi ultrasonik:
Panel baja karbon hasil pengerolan dingin (6,5cm 6,5cm 0,3cm; dibersihkan secara kimia dan dipoles secara mekanis) digunakan sebagai substrat logam. Sebelum pelapisan, panel dibersihkan secara ultrasonik dengan aseton, lalu dibersihkan menggunakan larutan basa (larutan NaOH 0,3molL 1) pada 60°C selama 10 min. Untuk digunakan sebagai lapisan primer, sebelum praperlakuan substrat, formulasi umum yang mencakup 50 bagian γ-glisidoksipropiltrimetoksisilana (γ-GPS) diencerkan dengan sekitar 950 bagian metanol, pada pH 4,5 (disesuaikan dengan asam asetat), dan dibiarkan agar silana terhidrolisis. Prosedur penyiapan silana yang didoping dengan pigmen serium nitrat sama, kecuali bahwa 1, 2, 3 wt% serium nitrat ditambahkan ke dalam larutan metanol sebelum penambahan (γ-GPS), lalu larutan ini dicampur dengan pengaduk baling-baling pada 1600 rpm selama 30 min. pada suhu ruang. Kemudian, dispersi yang mengandung serium nitrat disonikasi selama 30 min pada 40°C dengan penangas pendingin eksternal. Proses sonikasi dilakukan dengan sonikator UIP1000hd (1000W, 20 kHz) dengan daya ultrasonik masukan sekitar 1 W/mL. Praperlakuan substrat dilakukan dengan membilas setiap panel selama 100 sec. menggunakan larutan silana yang sesuai. Setelah perlakuan, panel dibiarkan mengering pada suhu ruang selama 24 h, kemudian panel yang telah diberi praperlakuan dilapisi dengan epoksi dua komponen yang dikeraskan dengan amina (Epon 828, shell Co.) untuk menghasilkan ketebalan film basah 90μm. Panel berlapis epoksi dibiarkan mengeras selama 1h pada 115°C; setelah lapisan epoksi mengeras, ketebalan film kering sekitar 60μm.
Rekomendasi Perangkat:
UIP1000hd
Referensi/ Makalah Penelitian:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Electrochemical effects of silane pretreatments containing cerium nitrate on cathodic disbonding properties of epoxy coated steel. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

Lempung: Dispersi/ Fraksinasi

Aplikasi ultrasonik:
Fraksinasi ukuran partikel: Untuk mengisolasi partikel < 1 μm dari partikel 1–2 μm, partikel berukuran lempung (< 2 μm) telah dipisahkan dalam medan ultrasonik dan dengan penerapan kecepatan sedimentasi yang berbeda setelahnya.
Partikel berukuran lempung (< 2 μm) dipisahkan melalui sonikasi dengan masukan energi 300 J mL^-1 (1 min.) menggunakan disintegrator ultrasonik tipe probe UP200S (200W, 24kHz) yang dilengkapi sonotrode S7 berdiameter 7 mm. Setelah iradiasi ultrasonik, sampel disentrifugasi pada 110 x g (1000 rpm) selama 3 min. Fase yang mengendap (sisa fraksinasi) kemudian digunakan dalam fraksinasi densitas untuk mengisolasi fraksi berdensitas rendah, dan fase terapung yang diperoleh (fraksi < 2 μm) dipindahkan ke tabung sentrifugasi lain dan disentrifugasi pada 440 x g (2000 rpm) selama 10 min. untuk memisahkan fraksi < 1 μm (supernatan) dari fraksi 1–2 μm (sedimen). Supernatan yang mengandung fraksi < 1 μm dipindahkan ke tabung sentrifugasi lain dan, setelah penambahan 1 mL MgSO₄ , disentrifugasi pada 1410 x g (4000 rpm) selama 10 min untuk mendekantasi sisa air.
Untuk menghindari pemanasan sampel yang berlebihan, prosedur diulang 15 kali.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S dengan S7 atau UP200St dengan S26d7
Referensi/ Makalah Penelitian:
Jakubowska, J. (2007): Effect of irrigation water type on soil organic matter (SOM) fractions and their interactions with hydrophobic compounds. Dissertation Martin-Luther University Halle-Wittenberg 2007.

Lempung: Eksfoliasi Lempung Anorganik

Aplikasi ultrasonik:
Lempung anorganik dieksfoliasi untuk menyiapkan nanokomposit berbasis pululan untuk dispersi pelapis. Untuk itu, sejumlah tetap pululan (4 wt% basis basah) dilarutkan dalam air pada 25degC selama 1 h dengan pengadukan perlahan (500 rpm). Pada saat yang sama, serbuk lempung, dalam jumlah berkisar antara 0,2 dan 3,0 wt%, didispersikan dalam air dengan pengadukan kuat (1000 rpm) selama 15 menit. Dispersi yang dihasilkan disonikasi menggunakan perangkat ultrasonik UP400S (daya_maks = 400 W; frekuensi = 24 kHz) yang dilengkapi sonotrode titanium H14, diameter ujung 14 mm, amplitudo_maks = 125 μm; intensitas permukaan = 105 Wcm^-2) pada kondisi berikut: 0,5 siklus dan amplitudo 50%. Durasi perlakuan ultrasonik bervariasi sesuai dengan rancangan percobaan. Larutan pululan organik dan dispersi anorganik kemudian dicampur dengan pengadukan perlahan (500 rpm) selama tambahan 90 menit. Setelah pencampuran, konsentrasi kedua komponen sesuai dengan rasio anorganik/organik (I/O) yang berkisar dari 0,05 hingga 0,75. Distribusi ukuran dalam dispersi air lempung Na⁺-MMT sebelum dan sesudah perlakuan ultrasonik dievaluasi menggunakan penganalisis nanopartikel IKO-Sizer CC-1.
Untuk jumlah lempung yang tetap, waktu sonikasi paling efektif adalah 15 menit, sedangkan perlakuan ultrasonik yang lebih lama meningkatkan nilai P’O₂ (akibat reagregasi), yang kembali menurun pada waktu sonikasi terlama (45 min), diduga akibat fragmentasi baik keping maupun taktoid.
Menurut susunan percobaan yang digunakan dalam disertasi Introzzi, keluaran energi per satuan sebesar 725 Ws mL^-1 dihitung untuk perlakuan selama 15 menit, sedangkan waktu sonikasi yang diperpanjang menjadi 45 menit menghasilkan konsumsi energi per satuan sebesar 2060 Ws mL^-1. Hal ini memungkinkan penghematan energi yang cukup besar di seluruh proses, yang pada akhirnya akan tercermin dalam biaya akhir pemrosesan.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S dengan sonotrode H14
Referensi/ Makalah Penelitian:
Introzzi, L. (2012): Development of High Performance Biopolymer Coatings for Food Packaging Applications. Dissertation University of Milano 2012.

Tinta konduktif

Aplikasi ultrasonik:
Tinta konduktif disiapkan dengan mendispersikan partikel Cu+C dan Cu+CNT bersama dispersan dalam pelarut campuran (Publikasi IV). Dispersan yang digunakan adalah tiga bahan pendispersi bermassa molekul tinggi, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198, dan DISPERBYK-2012, yang ditujukan untuk dispersi pigmen karbon hitam berbasis air dari BYK Chemie GmbH. Air deionisasi (DIW) digunakan sebagai pelarut utama. Etilena glikol monometil eter (EGME) (Sigma-Aldrich), etilena glikol monobutil eter (EGBE) (Merck), dan n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen) digunakan sebagai kosolven.
Suspensi campuran disonikasi selama 10 menit dalam penangas es menggunakan prosesor ultrasonik UP400S . Setelah itu, suspensi dibiarkan mengendap selama satu jam, dilanjutkan dengan dekantasi. Sebelum pelapisan putar atau pencetakan, suspensi disonikasi dalam penangas ultrasonik selama 10 min.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Forsman, J. (2013): Production of Co, Ni, and Cu nanoparticles by hydrogen reduction. Dissertation VTT Finland 2013.

Sonikasi sangat efisien untuk mengurangi ukuran partikel dan mendispersikan pigmen dalam tinta inkjet.

Ftalosianin tembaga

Aplikasi ultrasonik:
Dekomposisi metaloftalosianin
Ftalosianin tembaga (CuPc) disonikasi dengan air dan pelarut organik pada suhu lingkungan dan tekanan atmosfer dengan adanya oksidan sebagai katalis menggunakan sonikator 500W UIP500hd dengan ruang aliran tembus. Intensitas sonikasi: 37–59 W/cm², campuran sampel: 5 mL sampel (100 mg/L), 50 air D/D dengan kloroform dan piridina pada amplitudo ultrasonik 60%. Suhu reaksi: 20°C pada tekanan atmosfer.
Tingkat penghancuran hingga 95% dalam sonikasi selama 50 min.
Rekomendasi Perangkat:
UIP500hd

Dibutirilkitin (DBCH)

Aplikasi ultrasonik:
Makromolekul polimer yang panjang dapat diputus melalui sonikasi. Pengurangan massa molar berbantuan ultrasonik memungkinkan penghindaran reaksi samping yang tidak diinginkan atau pemisahan produk samping. Degradasi ultrasonik diyakini merupakan proses nonacak, berbeda dengan dekomposisi kimia atau termal, dengan pemutusan terjadi kira-kira di tengah molekul. Oleh karena itu, makromolekul yang lebih besar terdegradasi lebih cepat.
Percobaan dilakukan menggunakan generator ultrasonik UP200S yang dilengkapi sonotrode S2. Pengaturan ultrasonik menggunakan daya masukan 150 W. Larutan dibutirilkitin dalam dimetilasetamida, dengan konsentrasi dibutirilkitin 0,3 g/100 cm3 dan volume 25 cm3, digunakan. Sonotrode (probe / horn ultrasonik) dicelupkan ke dalam larutan polimer hingga 30 mm di bawah permukaan. Larutan ditempatkan dalam penangas air bertemostat yang dipertahankan pada 25°C. Setiap larutan diiradiasi selama interval waktu yang telah ditentukan. Setelah waktu tersebut, larutan diencerkan 3 kali dan dianalisis dengan kromatografi eksklusi ukuran.
Hasil yang disajikan menunjukkan bahwa dibutirilkitin tidak mengalami penghancuran oleh ultrasonik berdaya tinggi, tetapi terjadi degradasi polimer yang dipahami sebagai reaksi sonokimia terkendali. Oleh karena itu, ultrasonik dapat digunakan untuk mengurangi massa molar rata-rata dibutirilkitin, dan hal yang sama berlaku untuk rasio massa molar rata-rata berat terhadap massa molar rata-rata jumlah. Perubahan yang diamati semakin kuat dengan peningkatan daya ultrasonik dan durasi sonikasi. Massa molar awal juga berpengaruh signifikan terhadap tingkat degradasi DBCH pada kondisi sonikasi yang diteliti: semakin tinggi massa molar awal, semakin besar tingkat degradasinya.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Ultrasonic Degradation of Dibuyrylchitin. Polish Chitin Society, Monograph XI, 2006. 123–128.

Serbuk ferosena

Aplikasi ultrasonik:
Jalur sonokimia untuk menyiapkan SWNCNTs: Serbuk silika (diameter 2–5 mm) ditambahkan ke dalam larutan ferosena 0,01 mol% dalam p-xilena, dilanjutkan dengan sonikasi menggunakan UP200S yang dilengkapi probe berujung titanium (sonotrode S14). Sonikasi dilakukan selama 20 min. pada suhu ruang dan tekanan atmosfer. Melalui sintesis berbantuan ultrasonik, SWCNTs dengan kemurnian tinggi dihasilkan pada permukaan serbuk silika.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S dengan probe ultrasonik S14
Referensi/ Makalah Penelitian:
Srinivasan C.(2005): A SOUND method for synthesis of single-walled carbon nanotubes under ambient conditions. Current Science 88/ 1, 2005. 12–13.

Abu terbang / Metakaolinit

Aplikasi ultrasonik:
Uji pelindian: Sebanyak 100mL larutan pelindi ditambahkan ke 50g sampel padat. Intensitas sonikasi: maks. 85 W/cm² dengan UP200S dalam penangas air bersuhu 20°C.
Geopolimerisasi: Sluri dicampur dengan homogenizer ultrasonik UP200S untuk geopolimerisasi. Intensitas sonikasi maks. 85 W/cm². Untuk pendinginan, sonikasi dilakukan dalam penangas air es.
Penerapan ultrasonik berdaya tinggi untuk geopolimerisasi meningkatkan kuat tekan geopolimer yang terbentuk, dengan kekuatan yang meningkat seiring peningkatan sonikasi hingga waktu tertentu. Pelarutan metakaolinit dan abu terbang dalam larutan basa ditingkatkan oleh sonikasi karena lebih banyak Al dan Si dilepaskan ke dalam fase gel untuk polikondensasi.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571–580

Grafena

Aplikasi ultrasonik:
Lembaran grafena murni dapat diproduksi dalam jumlah besar sebagaimana ditunjukkan oleh penelitian Stengl et al. (2011) selama produksi nanokomposit TiO₂ –grafena nonstoikiometrik melalui hidrolisis termal suspensi yang mengandung lembaran nano grafena dan kompleks perokso titania. Lembaran nano grafena murni dihasilkan dari grafit alami melalui sonikasi berdaya tinggi dengan prosesor ultrasonik 1000W UIP1000hd dalam ruang reaktor ultrasonik bertekanan tinggi pada 5 barg. Lembaran grafena yang diperoleh memiliki luas permukaan spesifik yang tinggi dan sifat elektronik yang unik. Para peneliti menyatakan bahwa kualitas grafena yang disiapkan secara ultrasonik jauh lebih tinggi daripada grafena yang diperoleh dengan metode Hummer, yang mengeksfoliasi dan mengoksidasi grafit. Karena kondisi fisik dalam reaktor ultrasonik dapat dikendalikan secara presisi, dan dengan asumsi bahwa konsentrasi grafena sebagai dopan akan bervariasi dalam rentang 1 – 0,001%, produksi grafena dalam sistem kontinu pada skala komersial dimungkinkan.
Rekomendasi Perangkat:
UIP1000hd
Referensi/ Makalah Penelitian:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209–25218.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang produksi dan penyiapan grafena secara ultrasonik!

Grafena Oksida

Aplikasi ultrasonik:
Lapisan grafena oksida (GO) telah disiapkan melalui jalur berikut: Sebanyak 25mg serbuk grafena oksida ditambahkan ke dalam 200 ml air deionisasi. Melalui pengadukan, diperoleh suspensi cokelat yang tidak homogen. Suspensi yang dihasilkan disonikasi (30 min, 1,3 × 105J), dan setelah pengeringan (pada 373 K), dihasilkan grafena oksida yang telah diberi perlakuan ultrasonik. Spektroskopi FTIR menunjukkan bahwa perlakuan ultrasonik tidak mengubah gugus fungsi grafena oksida.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): The Effect of Thermal and Ultrasonic Treatment on the Formation of Graphene-oxide Nanosheets. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. pp. 1097–1102.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang eksfoliasi dan penyiapan grafena secara ultrasonik!

Nanopartikel polimer berambut melalui degradasi Poli(vinil alkohol)

Aplikasi ultrasonik:
Prosedur satu langkah yang sederhana, berdasarkan degradasi sonokimia polimer larut air dalam larutan berair dengan adanya monomer hidrofobik, menghasilkan partikel polimer berambut yang fungsional dalam serum bebas residu. Semua polimerisasi dilakukan dalam reaktor kaca berdinding ganda berkapasitas 250 mL, yang dilengkapi sekat, sensor suhu, batang pengaduk magnetik, dan prosesor ultrasonik Hielscher US200S (200 W, 24 kHz) yang dilengkapi sonotrode titanium S14 (diameter = 14 mm, panjang = 100 mm).
Larutan poli(vinil alkohol) (PVOH) disiapkan dengan melarutkan PVOH dalam jumlah yang diukur secara akurat ke dalam air, semalaman pada 50°C dengan pengadukan kuat. Sebelum polimerisasi, larutan PVOH ditempatkan di dalam reaktor dan suhunya disesuaikan dengan suhu reaksi yang diinginkan. Larutan PVOH dan monomer dialiri argon secara terpisah selama 1 jam. Jumlah monomer yang diperlukan ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan PVOH dengan pengadukan kuat. Selanjutnya, pengaliran argon ke dalam cairan dihentikan dan sonikasi dengan UP200S dimulai pada amplitudo 80%. Perlu diperhatikan bahwa penggunaan argon memiliki dua tujuan: (1) menghilangkan oksigen dan (2) diperlukan untuk menghasilkan kavitasi ultrasonik. Oleh karena itu, aliran argon kontinu pada prinsipnya akan menguntungkan polimerisasi, tetapi terjadi pembentukan busa berlebihan; prosedur yang kami ikuti di sini menghindari masalah ini dan memadai untuk polimerisasi yang efisien. Sampel diambil secara berkala untuk memantau konversi melalui gravimetri, distribusi massa molekul, dan/atau distribusi ukuran partikel.
Rekomendasi Perangkat:
US200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): A simple one-step sonochemical route towards functional hairy polymer nanoparticles. Soft Matter, 6, 2010. 2392–2395.

HiPco-SWCNTs

Aplikasi ultrasonik:
Dispersi HiPco-SWCNTs dengan UP400S: Dalam vial 5 mL, 0,5 mg HiPcoTM SWCNTs teroksidasi (0,04 mmol karbon) disuspensikan dalam 2 mL air deionisasi menggunakan prosesor ultrasonik UP400S untuk menghasilkan suspensi berwarna hitam (0,25 mg/mL SWCNTs). Ke dalam suspensi ini ditambahkan 1,4 μL larutan PDDA (20 wt./%, massa molekul = 100.000–200.000) dan campuran dicampur dengan vorteks selama 2 menit. Setelah sonikasi tambahan dalam penangas air selama 5 menit, suspensi nanotabung disentrifugasi pada 5000g selama 10 menit. Supernatan diambil untuk pengukuran AFM dan selanjutnya difungsionalisasi dengan siRNA.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Jung, A. (2007): Functional Materials based on Carbon Nanotubes. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Biokeramik Hidroksiapatit

Aplikasi ultrasonik:
Untuk sintesis nano-HAP, 40 mL larutan 0,32M Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O ditempatkan dalam gelas beker kecil. pH larutan kemudian disesuaikan menjadi 9,0 dengan sekitar 2,5 mL amonium hidroksida. Larutan kemudian disonikasi dengan prosesor ultrasonik UP50H (50 W, 30 kHz) yang dilengkapi sonotrode MS7 (diameter horn 7mm), diatur pada amplitudo maksimum 100% selama 1 jam. Pada akhir jam pertama, 60 mL larutan 0,19M [KH₂PO₄] kemudian ditambahkan perlahan tetes demi tetes ke dalam larutan pertama sambil menjalani jam kedua iradiasi ultrasonik. Selama proses pencampuran, nilai pH diperiksa dan dipertahankan pada 9, sedangkan rasio Ca/P dipertahankan pada 1,67. Larutan kemudian disaring menggunakan sentrifugasi (~2000 g), setelah itu endapan putih yang dihasilkan dibagi menjadi sejumlah sampel untuk perlakuan panas. Dua set sampel dibuat, set pertama terdiri atas dua belas sampel untuk perlakuan termal dalam tanur tabung dan set kedua terdiri atas lima sampel untuk perlakuan gelombang mikro
Rekomendasi Perangkat:
UP50H
Referensi/ Makalah Penelitian:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): Pengaruh termal dan ultrasonik dalam pembentukan bio-keramik hidroksiapatit skala nanometer. International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2083–2095.

Kalsium hidroksiapatit yang diperkecil ukurannya dan didispersikan secara ultrasonik

WS₂ dalam bentuk nanopartikel anorganik menyerupai fulerena

Aplikasi ultrasonik:
Sonikasi selama elektrodeposisi nanopartikel WS₂ anorganik menyerupai fulerena (IF) dalam matriks nikel menghasilkan lapisan yang lebih seragam dan padat. Selain itu, penerapan ultrasonik memiliki pengaruh signifikan terhadap persentase berat partikel yang tergabung dalam endapan logam. Dengan demikian, wt.% partikel IF-WS₂ dalam matriks nikel meningkat dari 4,5 wt.% (dalam film yang ditumbuhkan hanya dengan pengadukan mekanis) menjadi sekitar 7 wt.% (dalam film yang disiapkan dengan sonikasi pada intensitas ultrasonik 30 W cm^-2 ).
Lapisan nanokomposit Ni/IF-WS₂ diendapkan secara elektrolitik dari bak nikel Watts standar yang ditambahi nanopartikel IF-WS₂ kelas industri (fulerena anorganik-WS₂).
Untuk percobaan, IF-WS₂ ditambahkan ke dalam elektrolit nikel Watts dan suspensi diaduk secara intensif menggunakan pengaduk magnetik (300 rpm) selama setidaknya 24 h pada suhu ruang sebelum percobaan kodeposisi. Tepat sebelum proses elektrodeposisi, suspensi diberi praperlakuan ultrasonik selama 10 min. untuk menghindari aglomerasi. Untuk iradiasi ultrasonik, sonikator tipe probe UP200S dengan sonotrode S14 (diameter ujung 14 mm) diatur pada amplitudo 55%.
Sel kaca silindris dengan volume 200 mL digunakan untuk percobaan kodeposisi. Lapisan diendapkan pada katode datar dari baja karbon rendah komersial (grade St37) seluas 3cm². Anode berupa foil nikel murni (3cm²) yang ditempatkan di sisi wadah, berhadapan dengan katode. Jarak antara anode dan katode adalah 4cm. Substrat dibersihkan dari lemak, dibilas dengan air suling dingin, diaktifkan dalam larutan HCl 15% (1 min.), dan dibilas kembali dengan air suling. Elektrokodeposisi dilakukan pada kerapatan arus konstan 5,0 A dm^-2 selama 1 h menggunakan catu daya DC (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Untuk mempertahankan konsentrasi partikel yang seragam dalam keseluruhan larutan, dua metode pengadukan digunakan selama proses elektrodeposisi: pengadukan mekanis dengan pengaduk magnetik (ω = 300 rpm) yang terletak di dasar sel, dan sonikasi dengan perangkat ultrasonik tipe probe UP200S. Probe ultrasonik (sonotrode) dicelupkan langsung ke dalam larutan dari atas dan ditempatkan secara akurat di antara elektrode kerja dan elektrode lawan sedemikian rupa sehingga tidak terjadi penghalangan. Intensitas ultrasonik yang diarahkan ke sistem elektrokimia divariasikan dengan mengendalikan amplitudo ultrasonik. Dalam penelitian ini, amplitudo getaran diatur menjadi 25, 55, dan 75% dalam mode kontinu, yang masing-masing sesuai dengan intensitas ultrasonik 20, 30, dan 40 W cm^-2 , diukur oleh prosesor yang terhubung ke pengukur daya ultrasonik (Hielscher Ultrasonics). Suhu elektrolit dipertahankan pada 55◦C menggunakan termostat. Suhu diukur sebelum dan sesudah setiap percobaan. Peningkatan suhu akibat energi ultrasonik tidak melebihi 2–4◦C. Setelah elektrolisis, sampel dibersihkan secara ultrasonik dalam etanol selama 1 min. untuk menghilangkan partikel yang teradsorpsi lemah pada permukaan.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S dengan horn ultrasonik / sonotrode S14
Referensi/ Makalah Penelitian:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Codeposition of inorganic fullerene-like WS2 nanoparticles in an electrodeposited nickel matrix under the influence of ultrasonic agitation. Electrochimica Acta 114, 2013. 859–867.

Sintesis Lateks

Aplikasi ultrasonik:
Penyiapan lateks P(St-BA)
Partikel lateks P(St-BA) poli(stirena-r-butil akrilat) P(St-BA) disintesis melalui polimerisasi emulsi dengan adanya surfaktan DBSA. Sebanyak 1 g DBSA mula-mula dilarutkan dalam 100 mL air dalam labu berleher tiga dan nilai pH larutan disesuaikan menjadi 2,0. Campuran monomer 2,80 g St dan 8,40 g BA dengan inisiator AIBN (0,168 g) dituangkan ke dalam larutan DBSA. Emulsi O/W disiapkan melalui pengadukan magnetik selama 1 h, dilanjutkan dengan sonikasi menggunakan UIP1000hd yang dilengkapi horn ultrasonik (probe/ sonotrode) selama tambahan 30 min dalam penangas es. Terakhir, polimerisasi dilakukan pada 90degC dalam penangas minyak selama 2 h di bawah atmosfer nitrogen.
Rekomendasi Perangkat:
UIP1000hd
Referensi/ Makalah Penelitian:
Fabrication of flexible conductive films derived from poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(styrenesulfonic acid) (PEDOT:PSS) on the nonwoven fabrics substrate. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143–148.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang sonosintesis lateks!

Penghilangan Timbal (Sonopelindian)

Aplikasi ultrasonik:
Pelindian timbal secara ultrasonik dari tanah terkontaminasi:
Percobaan pelindian ultrasonik dilakukan dengan perangkat ultrasonik UP400S dengan probe sonik titanium (diameter 14mm), yang beroperasi pada frekuensi 20kHz. Probe ultrasonik (sonotrode) dikalibrasi secara kalorimetrik dengan intensitas ultrasonik diatur menjadi 51 ± 0,4 W cm^-2 untuk semua percobaan sonopelindian. Suhu percobaan sonopelindian dikendalikan menggunakan sel kaca berjaket dengan dasar datar pada 25 ± 1°C. Tiga sistem digunakan sebagai larutan pelindi tanah (0,1L) selama sonikasi: 6 mL larutan asam asetat 0,3 mol L^-2 (pH 3,24), larutan asam nitrat 3% (v/v) (pH 0,17), dan larutan penyangga asam asetat/asetat (pH 4,79) yang disiapkan dengan mencampurkan 60mL asam asetat 0,3 mol L^-1 dengan 19 mL NaOH 0,5 mol L^-1 . Setelah proses sonopelindian, sampel disaring dengan kertas saring untuk memisahkan larutan hasil pelindian dari tanah, dilanjutkan dengan elektrodeposisi timbal dari larutan hasil pelindian dan digesti tanah setelah penerapan ultrasonik.
Ultrasonik telah terbukti sebagai sarana yang bermanfaat untuk meningkatkan pelindian timbal dari tanah tercemar. Ultrasonik juga merupakan metode yang efektif untuk menghilangkan hampir seluruh timbal yang dapat terlindi dari tanah, sehingga menghasilkan tanah yang jauh lebih rendah tingkat bahayanya.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S dengan sonotrode H14
Referensi/ Makalah Penelitian:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultrasound Leaching and Electrochemical Treatment Combined for Lead Removal Soil. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195–199.

Penyiapan Suspensi Nanopartikel

Aplikasi ultrasonik:
Serbuk nTiO2 tanpa lapisan (5nm menurut mikroskopi elektron transmisi (TEM)) dan nZnO tanpa lapisan (20nm menurut TEM), serta nTiO2 berlapis polimer (3–4nm menurut TEM) dan nZnO berlapis polimer (3–9nm menurut TEM), digunakan untuk menyiapkan suspensi nanopartikel. Bentuk kristalin NP adalah anatase untuk nTiO2 dan amorf untuk nZnO.
Sebanyak 0,1 g serbuk nanopartikel ditimbang ke dalam gelas beker 250mL yang berisi beberapa tetes air deionisasi (DI). Nanopartikel kemudian dicampur dengan spatula baja tahan karat, dan gelas beker diisi hingga 200 mL dengan air DI, diaduk, lalu disonikasi selama 60 sec. pada amplitudo 90% dengan prosesor ultrasonik Hielscher UP200S , menghasilkan suspensi stok 0,5 g/L. Semua suspensi stok disimpan selama maksimum dua hari pada 4°C.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S atau UP200St
Referensi/ Makalah Penelitian:
Petosa, A. R. (2013): Transport, deposition and aggregation of metal oxide nanoparticles in saturated granular porous media: role of water chemistry, collector surface and particle coating. Dissertation McGill University Montreal, Quebec, Canada 2013. 111–153.
Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang dispersi nanopartikel secara ultrasonik!

Presipitasi Nanopartikel Magnetit

Aplikasi ultrasonik:
Nanopartikel magnetit (Fe₃O₄) diproduksi melalui kopresipitasi larutan berair besi(III) klorida heksahidrat dan besi(II) sulfat heptahidrat dengan rasio molar Fe3+/Fe2+ = 2:1. Larutan besi diendapkan masing-masing dengan amonium hidroksida pekat dan natrium hidroksida. Reaksi presipitasi dilakukan dengan iradiasi ultrasonik, dengan mengumpankan reaktan melalui zona kavitasi dalam ruang reaktor ultrasonik aliran tembus. Untuk menghindari gradien pH, bahan pengendap harus dipompa dalam jumlah berlebih. Distribusi ukuran partikel magnetit telah diukur menggunakan spektroskopi korelasi foton. Pencampuran yang diinduksi ultrasonik mengurangi ukuran partikel rata-rata dari 12–14 nm menjadi sekitar 5–6 nm.
Rekomendasi Perangkat:
UIP1000hd dengan reaktor sel alir
Referensi/ Makalah Penelitian:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Poster presented at GVC Annual Meeting 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): Operating parameters of a continuous sono-chemical precipitation reactor. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.–27. April 2006.
Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang presipitasi ultrasonik!

Serbuk nikel

Aplikasi ultrasonik:
Penyiapan suspensi serbuk Ni dengan polielektrolit pada pH basa (untuk mencegah pelarutan dan mendorong pembentukan spesies yang diperkaya NiO pada permukaan), polielektrolit berbasis akrilik, dan tetrametilamonium hidroksida (TMAH).
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Mayoral, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): Fabrication of Superconducting Coatings on Structural Ceramic Tiles. Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041–3044.

PbS – Sintesis nanopartikel Timbal Sulfida

Aplikasi ultrasonik:
Pada suhu ruang, 0,151 g timbal asetat (Pb(CH3COO)2.3H2O) dan 0,03 g TAA (CH3CSNH2) ditambahkan ke dalam 5mL cairan ionik, [EMIM] [EtSO4], dan 15mL air yang disuling dua kali dalam gelas beker 50mL yang diberi iradiasi ultrasonik menggunakan UP200S selama 7 min. Ujung probe ultrasonik/ sonotrode S1 dicelupkan langsung ke dalam larutan reaksi. Suspensi cokelat tua yang terbentuk disentrifugasi untuk memisahkan endapan dan dicuci masing-masing dua kali dengan air yang disuling dua kali dan etanol untuk menghilangkan reagen yang tidak bereaksi. Untuk menyelidiki pengaruh ultrasonik terhadap sifat produk, satu sampel pembanding tambahan disiapkan dengan mempertahankan parameter reaksi tetap konstan, kecuali bahwa produk disiapkan dengan pengadukan kontinu selama 24 h tanpa bantuan iradiasi ultrasonik.
Sintesis berbantuan ultrasonik dalam cairan ionik berair pada suhu ruang diusulkan untuk penyiapan nanopartikel PbS. Metode hijau pada suhu ruang yang ramah lingkungan ini cepat dan tidak memerlukan templat, sehingga sangat mempersingkat waktu sintesis dan menghindari prosedur sintesis yang rumit. Nanoklaster yang dihasilkan menunjukkan pergeseran biru yang sangat besar sebesar 3,86 eV, yang dapat dikaitkan dengan ukuran partikel yang sangat kecil dan efek pengurungan kuantum.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Preparasi dan karakterisasi nanopartikel PbS secara mudah pada suhu ruang dalam medium berair [EMIM][EtSO4] Ionic Liquid Using Ultrasonic Irradiation. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53–56.

Nanotabung yang Dimurnikan

Aplikasi ultrasonik:
Nanotabung yang telah dimurnikan kemudian disuspensikan dalam 1,2-dikloroetana (DCE) melalui sonikasi dengan perangkat ultrasonik berdaya tinggi UP400S, 400W, 24 kHz) pada mode berdenyut (siklus) untuk menghasilkan suspensi berwarna hitam. Bundel nanotabung yang teraglomerasi kemudian dihilangkan melalui tahap sentrifugasi selama 5 menit pada 5000 rpm.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Witte, P. (2008): Fullerene Amfifilik Untuk Aplikasi Biomedis Dan Optoelektronik. Disertasi: Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen-Nürnberg, 2008.

Komposit SAN/CNTs

Aplikasi ultrasonik:
Untuk mendispersikan CNTs dalam matriks SAN, digunakan Hielscher UIS250V dengan sonotrode untuk sonikasi tipe probe. Mula-mula CNTs didispersikan dalam 50mL air suling melalui sonikasi selama sekitar 30 min. Untuk menstabilkan larutan, SDS ditambahkan dengan rasio ~1% dari larutan. Setelah itu, dispersi CNTs dalam air yang diperoleh digabungkan dengan suspensi polimer dan dicampur selama 30 min. menggunakan pengaduk mekanis Heidolph RZR 2051, lalu disonikasi berulang kali selama 30 min. Untuk analisis, dispersi SAN yang mengandung berbagai konsentrasi CNTs dituangkan ke dalam cetakan Teflon dan dikeringkan pada suhu lingkungan selama 3–4 hari.
Rekomendasi Perangkat:
UIS250v
Referensi/ Makalah Penelitian:
Bitenieks, J.; Meri, RM; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, VE (2012): Nanokomposit tabung nano stirena-akrilat/karbon: sifat mekanik, termal, dan listrik. Dalam: Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Estonia 61/3, 2012. 172–177.

Serbuk nano Silikon Karbida (SiC)

Aplikasi ultrasonik:
Serbuk nano silikon karbida (SiC) dideaglomerasi dan didistribusikan dalam larutan cat dalam tetrahidrofuran menggunakan prosesor ultrasonik berdaya tinggi Hielscher UP200S , yang beroperasi pada kerapatan daya akustik 80 W/cm². Deaglomerasi SiC mula-mula dilakukan dalam pelarut murni dengan sedikit detergen, kemudian cat ditambahkan secara bertahap. Seluruh proses memerlukan waktu masing-masing 30 menit dan 60 menit untuk sampel yang disiapkan bagi pelapisan celup dan pencetakan sablon. Campuran didinginkan secara memadai selama sonikasi untuk mencegah pelarut mendidih. Setelah sonikasi, tetrahidrofuran diuapkan dalam evaporator putar dan pengeras ditambahkan ke dalam campuran untuk memperoleh viskositas yang sesuai bagi pencetakan. Konsentrasi SiC dalam komposit yang dihasilkan adalah 3% wt pada sampel yang disiapkan untuk pelapisan celup. Untuk pencetakan sablon, disiapkan dua batch sampel dengan kandungan SiC 1 – 3% wt untuk uji keausan dan gesekan awal, serta 1,6 – 2,4% wt untuk penyempurnaan komposit berdasarkan hasil uji keausan dan gesekan.
Rekomendasi Perangkat:
UP200S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Elastic Yarn Tensioner with a Noncontinuous Antiwear Nanocomposite Pattern. Fibres & Textiles in Eastern Europe 17/ 1, 2009. 91–96.

SWNT Nanotabung Karbon Berdinding Tunggal

Aplikasi ultrasonik:
Sintesis sonokimia: 10 mg SWNT dan 30ml larutan 2%MCB 10 mg SWNT dan 30ml larutan 2%MCB, UP400S Intensitas sonikasi: 300 W/cm2, durasi sonikasi: 5h
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): Cara Sederhana untuk Bereaksi Secara Kimiawi Nanotube Karbon Dinding Tunggal dengan Bahan Organik Menggunakan Ultrasonikasi. Surat Nano 1/ 7, 2001. 361–363.

SWCNTs Tertiolasi

Aplikasi ultrasonik:
Sebanyak 25 mg SWCNTs tertiolasi (2,1 mmol karbon) disuspensikan dalam 50 mL air deionisasi menggunakan prosesor ultrasonik 400W (UP400S). Selanjutnya, suspensi ditambahkan ke dalam larutan Au(NP) yang baru disiapkan dan campuran diaduk selama 1h. Au(NP)-SWCNTs diekstraksi melalui mikrofiltrasi (selulosa nitrat) dan dicuci secara menyeluruh dengan air deionisasi. Filtrat berwarna merah karena Au(NP) yang kecil (diameter rata-rata ≈ 13 nm) dapat melewati membran filter (ukuran pori 0,2μm) secara efektif.
Rekomendasi Perangkat:
UP400S
Referensi/ Makalah Penelitian:
Jung, A. (2007): Functional Materials based on Carbon Nanotubes. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / Perlit sebagai komposit

Aplikasi ultrasonik:
Bahan komposit TiO2 /perlit disiapkan sebagai berikut. Mula-mula, 5 mL titanium isopropoksida (TIPO), Aldrich 97%, dilarutkan dalam 40 mL etanol, Carlo Erba, dan diaduk selama 30 min. Kemudian, 5 g perlit ditambahkan dan dispersi diaduk selama 60 min. Campuran selanjutnya dihomogenisasi menggunakan sonikator berujung ultrasonik UIP1000hd. Masukan energi total sebesar 1 Wh diterapkan selama waktu sonikasi 2 min. Terakhir, sluri diencerkan dengan etanol untuk memperoleh 100 mL suspensi, dan cairan yang diperoleh dinamai larutan prekursor (PS). PS yang disiapkan siap diproses melalui sistem pirolisis semprot nyala.
Rekomendasi Perangkat:
UIP1000hd
Referensi/ Makalah Penelitian:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou, T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): Sintesis Satu Langkah Komposit TiO2/Perlit dengan pirolisis semprotan api dan perilaku fotokatalitiknya. Jurnal Internasional Energi Foto 2013.

Ultrasonik berdaya tinggi yang dikopelkan ke dalam cairan menghasilkan kavitasi intens. Efek kavitasi yang ekstrem menghasilkan sluri serbuk halus dengan ukuran partikel dalam rentang submikron dan nano. Selain itu, permukaan partikel diaktifkan. Tumbukan jet mikro dan gelombang kejut serta tumbukan antarpartikel memiliki pengaruh besar terhadap komposisi kimia dan morfologi fisik padatan, yang dapat secara drastis meningkatkan reaktivitas kimia polimer organik maupun padatan anorganik.

“Kondisi ekstrem di dalam gelembung yang runtuh menghasilkan spesies sangat reaktif yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan, misalnya menginisiasi polimerisasi tanpa penambahan inisiator. Sebagai contoh lain, dekomposisi sonokimia prekursor organologam volatil dalam pelarut bertitik didih tinggi menghasilkan bahan berstruktur nano dalam berbagai bentuk dengan aktivitas katalitik tinggi. Logam, paduan, karbida, dan sulfida berstruktur nano, koloid berukuran nanometer, serta katalis berpenyangga berstruktur nano semuanya dapat disiapkan melalui jalur umum ini.”

[Suslick/ Price 1999: 323]

Literatur/Referensi

• Suslick, K. S.; Price, G. J. (1999): Applications of ultrasound to Materials Chemistry. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295–326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Pengaruh termal dan ultrasonik dalam pembentukan bio-keramik hidroksiapatit skala nanometer. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.