Ultrasonic homogenizers untuk Nanomaterial Deagglomeration

Dalam lanskap ilmu material yang berkembang pesat saat ini, sonikator Hielscher menonjol dengan memberikan presisi yang tak tertandingi untuk deagglomeration nanomaterial dalam gelas kimia laboratorium dan dalam skala produksi. Hielscher homogenizers ultrasonik memberdayakan peneliti dan insinyur untuk mendorong batas-batas apa yang mungkin dalam aplikasi nanoteknologi.

Nanomaterial Deagglomeration: Tantangan dan Solusi Hielscher

Formulasi nanomaterial dalam skala laboratorium atau industri sering menghadapi masalah aglomerasi. Sonicators Hielscher mengatasi hal ini melalui kavitasi ultrasonik intensitas tinggi, memastikan deagglomeration dan dispersi partikel yang efektif. Misalnya, dalam perumusan bahan karbon nanotube ditingkatkan, Hielscher sonikator telah berperan dalam memecah bundel kusut, sehingga meningkatkan sifat listrik dan mekanik mereka.

Deagglomeration nanomaterial ultrasonik menghasilkan distribusi ukuran partikel sempit yang seragam.

Panduan Langkah demi Langkah untuk Dispersi dan Deagglomerasi Nanomaterial yang Efisien

  1. Pilih Sonicator Anda: Berdasarkan persyaratan volume dan viskositas Anda, pilih model sonikator Hielscher yang cocok untuk aplikasi Anda. Kami akan dengan senang hati membantu Anda. Silakan hubungi kami dengan kebutuhan Anda!
  2. Siapkan sampel: Campur nanomaterial Anda dalam pelarut atau cairan yang sesuai.
  3. Atur parameter sonikasi: Sesuaikan pengaturan amplitudo dan pulsa berdasarkan sensitivitas material Anda dan hasil yang diinginkan. Mohon minta kami untuk rekomendasi dan protokol deagglomeration!
  4. Pantau prosesnya: Gunakan pengambilan sampel berkala untuk mengevaluasi efektivitas deagglomeration dan menyesuaikan parameter sesuai kebutuhan.
  5. Penanganan Pasca Sonikasi: Pastikan dispersi stabil dengan surfaktan yang sesuai atau dengan segera digunakan dalam aplikasi.
Sonikasi mapan dalam deagglomeration dan fungsionalisasi nanopartikel termokonduktif serta produksi nanofluid berkinerja tinggi yang stabil untuk aplikasi pendinginan.

Ultrasonic Deagglomeration karbon nanotube (CNT) di Polyethylene Glycol (PEG)

Gambar Mini Video

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Pertanyaan Deagglomeration Nanomaterial yang Sering Diajukan (FAQ)

  • Mengapa nanopartikel menggumpal?

    Nanopartikel cenderung menggumpal karena rasio permukaan-ke-volume yang tinggi, yang mengarah pada peningkatan energi permukaan yang signifikan. Energi permukaan yang tinggi ini menghasilkan kecenderungan yang melekat pada partikel untuk mengurangi luas permukaannya yang terbuka ke media sekitarnya, mendorong mereka untuk bersatu dan membentuk kelompok. Fenomena ini terutama didorong oleh gaya van der Waals, interaksi elektrostatik, dan, dalam beberapa kasus, gaya magnet jika partikel memiliki sifat magnetik. Aglomerasi dapat merusak sifat unik nanopartikel, seperti reaktivitas, sifat mekanik, dan karakteristik optiknya.

  • Apa yang membuat nanopartikel tidak saling menempel?

    Mencegah nanopartikel saling menempel melibatkan mengatasi kekuatan intrinsik yang mendorong aglomerasi. Ini biasanya dicapai melalui strategi modifikasi permukaan yang memperkenalkan stabilisasi sterik atau elektrostatik. Stabilisasi sterik melibatkan melampirkan polimer atau surfaktan ke permukaan nanopartikel, menciptakan penghalang fisik yang mencegah pendekatan dan agregasi dekat. Stabilisasi elektrostatik, di sisi lain, dicapai dengan melapisi nanopartikel dengan molekul bermuatan atau ion yang memberikan muatan yang sama ke semua partikel, menghasilkan tolakan timbal balik. Metode ini dapat secara efektif menangkal van der Waals dan gaya tarik lainnya, mempertahankan nanopartikel dalam keadaan terdispersi yang stabil. Ultrasonication membantu selama stabilisasi sterik atau elektrostatik.

  • Bagaimana kita bisa mencegah aglomerasi nanopartikel?

    Mencegah aglomerasi nanopartikel memerlukan pendekatan multifaset, menggabungkan teknik dispersi yang baik, seperti sonikasi, pilihan media dispersi yang tepat, dan penggunaan agen stabilisasi. Pencampuran geser tinggi ultrasonik lebih efisien untuk membubarkan nanopartikel dan memecah aglomerat daripada ball mill kuno. Pemilihan media dispersi yang sesuai sangat penting, karena harus kompatibel dengan nanopartikel dan zat penstabil yang digunakan. Surfaktan, polimer, atau lapisan pelindung dapat diterapkan pada nanopartikel untuk memberikan tolakan sterik atau elektrostatik, sehingga menstabilkan dispersi dan mencegah aglomerasi.

  • Bagaimana kita bisa mendeagglomerasi nanomaterials?

    Mengurangi aglomerasi nanomaterial dapat dicapai melalui penerapan energi ultrasonik (sonikasi), yang menghasilkan gelembung kavitasi dalam media cair. Runtuhnya gelembung ini menghasilkan panas lokal yang intens, tekanan tinggi, dan gaya geser yang kuat yang dapat memecah cluster nanopartikel. Efektivitas sonikasi dalam nanopartikel deagglomerating dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kekuatan sonikasi, durasi, dan sifat fisik dan kimia nanopartikel dan medium.

  • Apa perbedaan antara aglomerat dan agregat?

    Perbedaan antara aglomerat dan agregat terletak pada kekuatan ikatan partikel dan sifat pembentukannya. Aglomerat adalah kelompok partikel yang disatukan oleh kekuatan yang relatif lemah, seperti gaya van der Waals atau ikatan hidrogen, dan seringkali dapat tersebar kembali menjadi partikel individu menggunakan kekuatan mekanik seperti pengadukan, guncangan, atau sonikasi. Agregat, bagaimanapun, terdiri dari partikel yang terikat bersama oleh kekuatan yang kuat, seperti ikatan kovalen, menghasilkan persatuan permanen yang jauh lebih sulit untuk dipecah. Hielscher sonicators memberikan geser intens yang dapat memecah agregat partikel.

  • Apa perbedaan antara menyatu dan menggumpal?

    Koalesensi dan aglomerasi mengacu pada penyatuan partikel, tetapi mereka melibatkan proses yang berbeda. Koalesensi adalah proses di mana dua atau lebih tetesan atau partikel bergabung untuk membentuk satu kesatuan, sering melibatkan fusi permukaan dan isi internal mereka, yang mengarah ke penyatuan permanen. Proses ini umum terjadi pada emulsi di mana tetesan bergabung untuk menurunkan energi permukaan keseluruhan sistem. Aglomerasi, sebaliknya, biasanya melibatkan partikel padat yang berkumpul untuk membentuk kelompok melalui gaya yang lebih lemah, seperti gaya van der Waals atau interaksi elektrostatik, tanpa menggabungkan struktur internal mereka. Tidak seperti koalesensi, partikel yang diaglomerasi seringkali dapat dipisahkan kembali menjadi komponen individu dalam kondisi yang tepat.

  • Bagaimana Anda memecahkan aglomerasi nanomaterial?

    Melanggar aglomerat melibatkan penerapan kekuatan mekanik untuk mengatasi kekuatan yang menyatukan partikel. Teknik termasuk pencampuran geser tinggi, penggilingan, dan ultrasonikasi. Ultrasonication adalah teknologi yang paling efektif untuk deagglomeration nanopartikel, karena kavitasi yang dihasilkannya menghasilkan gaya geser lokal yang intens yang dapat memisahkan partikel yang terikat oleh kekuatan lemah.

  • Apa yang sonikasi lakukan untuk nanopartikel?

    Sonikasi menerapkan gelombang ultrasonik frekuensi tinggi ke sampel, menyebabkan getaran cepat dan pembentukan gelembung kavitasi dalam media cair. Ledakan gelembung ini menghasilkan panas lokal yang intens, tekanan tinggi, dan gaya geser. Untuk nanopartikel, sonikator Hielscher secara efektif membubarkan partikel dengan memecah aglomerat dan mencegah reagglomerasi melalui input energi yang mengatasi gaya antarpartikel yang menarik. Proses ini sangat penting untuk mencapai distribusi ukuran partikel yang seragam dan meningkatkan sifat material untuk berbagai aplikasi.

  • Apa metode dispersi nanopartikel?

    Metode deagglomeration dan dispersi nanopartikel dapat dikategorikan ke dalam proses mekanis, kimia, dan fisik. Ultrasonication adalah metode mekanis yang sangat efektif, yang secara fisik memisahkan partikel. Sonicator Hielscher disukai karena efisiensi, skalabilitas, kemampuan untuk mencapai dispersi halus, dan penerapannya di berbagai bahan dan pelarut pada skala apa pun. Yang paling penting, Hielscher sonicators memungkinkan Anda untuk meningkatkan proses Anda secara linear tanpa kompromi. Metode kimia, di sisi lain, melibatkan penggunaan surfaktan, polimer, atau bahan kimia lain yang menyerap permukaan partikel, memberikan tolakan sterik atau elektrostatik. Metode fisik mungkin melibatkan mengubah sifat medium, seperti pH atau kekuatan ionik, untuk meningkatkan stabilitas dispersi. Ultrasonication dapat membantu dispersi kimia nanomaterials.

  • Apa metode sonikasi untuk sintesis nanopartikel?

    Metode sonikasi untuk sintesis nanopartikel melibatkan penggunaan energi ultrasonik untuk memfasilitasi atau meningkatkan reaksi kimia yang mengarah pada pembentukan nanopartikel. Hal ini dapat terjadi melalui proses kavitasi, yang menghasilkan hot spot lokal suhu ekstrim dan tekanan, mempromosikan kinetika reaksi dan mempengaruhi nukleasi dan pertumbuhan nanopartikel. Sonikasi dapat membantu mengontrol ukuran, bentuk, dan distribusi partikel, menjadikannya alat serbaguna dalam sintesis nanopartikel dengan sifat yang diinginkan.

  • Apa dua jenis metode sonikasi?

    Dua jenis utama metode sonikasi adalah sonikasi probe batch dan sonikasi probe inline. Batch probe sonikasi melibatkan menempatkan probe ultrasonik ke dalam bubur nanomaterial. Inline probe sonikasi, di sisi lain, melibatkan memompa bubur nanomaterial melalui reaktor ultrasonik, di mana probe sonikasi memberikan energi ultrasonik yang intens dan lokal. Metode yang terakhir lebih efektif untuk memproses volume yang lebih besar dalam produksi dan banyak digunakan dalam dispersi nanopartikel skala produksi dan deagglomeration.

  • Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengsonikasi nanopartikel?

    Waktu sonikasi untuk nanopartikel sangat bervariasi tergantung pada bahan, keadaan awal aglomerasi, konsentrasi sampel, dan sifat akhir yang diinginkan. Biasanya, waktu sonikasi dapat berkisar dari beberapa detik hingga beberapa jam. Mengoptimalkan waktu sonikasi sangat penting, karena under-sonikasi dapat membuat aglomerat utuh, sementara over-sonikasi dapat menyebabkan fragmentasi partikel atau reaksi kimia yang tidak diinginkan. Pengujian empiris dalam kondisi terkendali seringkali diperlukan untuk menentukan durasi sonikasi optimal untuk aplikasi tertentu.

  • Bagaimana waktu sonikasi mempengaruhi ukuran partikel?

    Waktu sonikasi secara langsung mempengaruhi ukuran dan distribusi partikel. Awalnya, peningkatan sonikasi menyebabkan pengurangan ukuran partikel karena pecahnya aglomerat. Namun, di luar titik tertentu, sonikasi berkepanjangan mungkin tidak lebih mengurangi ukuran partikel secara signifikan dan bahkan dapat menyebabkan perubahan struktural dalam partikel. Menemukan waktu sonikasi optimal sangat penting untuk mencapai distribusi ukuran partikel yang diinginkan tanpa mengorbankan integritas material.

  • Apakah sonikasi merusak molekul?

    Sonikasi dapat memecah molekul, tetapi efek ini sangat tergantung pada struktur molekul dan kondisi sonikasi. Sonikasi intensitas tinggi dapat menyebabkan kerusakan ikatan dalam molekul, yang menyebabkan fragmentasi atau dekomposisi kimia. Efek ini digunakan dalam sonochemistry untuk mempromosikan reaksi kimia melalui pembentukan radikal bebas. Namun, untuk sebagian besar aplikasi yang melibatkan dispersi nanopartikel, parameter sonikasi dioptimalkan untuk menghindari kerusakan molekul sambil tetap mencapai deagglomeration dan dispersi yang efektif.

  • Bagaimana Anda memisahkan nanopartikel dari larutan?

    Memisahkan nanopartikel dari larutan dapat dicapai melalui berbagai metode, termasuk sentrifugasi, filtrasi, dan presipitasi. Sentrifugasi menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kepadatan, sedangkan ultrafiltrasi melibatkan melewatkan larutan melalui membran dengan ukuran pori yang mempertahankan nanopartikel. Presipitasi dapat diinduksi dengan mengubah sifat pelarut, seperti pH atau kekuatan ionik, menyebabkan nanopartikel menggumpal dan mengendap. Pilihan metode pemisahan tergantung pada nanopartikel’ sifat fisik dan kimia, serta persyaratan pemrosesan atau analisis selanjutnya.

Hielscher UP400St sonikator deagglomerates nanomaterials

Hielscher UP400St sonicator untuk nanomaterial deagglomeration

Bahan Penelitian dengan Hielscher Ultrasonics

Hielscher probe-type sonicators adalah alat penting dalam penelitian nanomaterials dan aplikasi. Dengan mengatasi tantangan deagglomeration nanomaterial secara langsung dan menawarkan solusi praktis yang dapat ditindaklanjuti, kami bertujuan untuk menjadi sumber daya Anda untuk eksplorasi ilmu material mutakhir.

Hubungi hari ini untuk mengeksplorasi bagaimana teknologi sonikasi kami dapat merevolusi aplikasi nanomaterial Anda.

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.




Nanomaterial Umum yang Membutuhkan Deagglomeration

Dalam penelitian material, deagglomeration nanomaterial adalah kunci untuk mengoptimalkan sifat nanomaterial untuk berbagai aplikasi. Ultrasonic deagglomeration dan dispersi nanomaterials ini adalah dasar untuk kemajuan di bidang ilmiah dan industri, memastikan kinerja mereka dalam berbagai aplikasi.

  1. nanotube karbon (CNTs): Digunakan dalam nanokomposit, elektronik, dan perangkat penyimpanan energi karena sifat mekanik, listrik, dan termalnya yang luar biasa.
  2. Nanopartikel Oksida Logam: Termasuk titanium dioksida, seng oksida, dan oksida besi, penting dalam katalisis, fotovoltaik, dan sebagai agen antimikroba.
  3. Grafena dan Grafena oksida: Untuk tinta konduktif, elektronik fleksibel, dan material komposit, di mana deagglomeration memastikan eksploitasi propertinya.
  4. Nanopartikel Perak (AgNPs): Digunakan dalam pelapis, tekstil, dan peralatan medis untuk sifat antimikroba mereka, membutuhkan dispersi seragam.
  5. Nanopartikel Emas (AuNPs): Digunakan dalam pengiriman obat, katalisis, dan biosensing karena sifat optiknya yang unik.
  6. nanopartikel silika: Aditif dalam kosmetik, produk makanan, dan polimer untuk meningkatkan daya tahan dan fungsionalitas.
  7. Nanopartikel Keramik: Digunakan dalam pelapis, elektronik, dan perangkat biomedis untuk meningkatkan sifat seperti kekerasan dan konduktivitas.
  8. nanopartikel polimer: Dirancang untuk sistem pengiriman obat, membutuhkan deagglomeration untuk tingkat pelepasan obat yang konsisten.
  9. Nanopartikel magnetikSeperti nanopartikel oksida besi yang digunakan dalam agen kontras MRI dan pengobatan kanker, membutuhkan deagglomeration yang efektif untuk sifat magnetik yang diinginkan.

 

Dalam video ini kami menunjukkan kepada Anda efisiensi luar biasa dari sonikator UP200Ht yang menyebarkan bubuk karbon dalam air. Perhatikan seberapa cepat ultrasonikasi mengatasi kekuatan tarik antara partikel dan memadukan bubuk karbon yang sulit dicampur ke dalam air. Karena kekuatan pencampurannya yang luar biasa, sonikasi umumnya digunakan untuk menghasilkan dispersi nano karbon hitam, C65, fullerene C60, dan Carbon Nanotubes (CNTs) dalam industri, ilmu material dan nanoteknologi.

Dispersi Ultrasonik Bahan Karbon dengan Probe Ultrasonik UP200Ht

Gambar Mini Video

 

Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses Anda.

Mari kita hubungi.