ナノ流体の作り方

ナノ流体は、ナノ粒子を含む基底流体からなる工学流体です。ナノ流体の合成には、高い均一分散を確保するために、有効性と信頼性の高い均質化および脱凝集技術が必要です。超音波分散機は、優れた特性を持つナノ流体を生成する優れた技術です。超音波分散は、効率、速度、シンプルさ、信頼性と使いやすさによって優れています。

ナノ流体とは何ですか?

ナノ流体は、ナノ粒子(≺100nm)を含む流体であり、一般にナノ粒子と呼ばれる。ナノ流体に使用されるナノ粒子は、通常、金属、酸化物、炭化物、またはカーボンナノチューブで作られています。これらのナノ粒子は、工学的コロイド懸濁液、すなわちナノ流体を得るために、基液(例えば、水油等)に分散される。ナノ流体は、ベース流体の材料特性と比較して、熱伝導率、熱拡散性、粘度および対流熱伝達係数などの高められた熱物性特性を示します。
ナノ流体の一般的な用途は、クーラントまたは冷媒としての使用です。従来の冷却剤(水、油、エチレングリコール、ポリアルファオレフィンなど)にナノ粒子を添加することにより、従来の冷却剤の熱特性が向上する。

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Ultrasonic dispersion is a well established technique to prepare nanofluids.

超音波ホモジナイザー UP400St ナノ流体の製造用

超音波ホモジナイザーでナノ流体を作る

ナノ流体の微細構造は、最も適した均質化技術と処理パラメータの適用によって影響を受け、操作することができます。超音波分散は、ナノ流体製剤のための非常に効率的で信頼性の高い技術として証明されています。超音波分散機は、高い均一性と狭い粒度分布でナノ粒子を合成、ミル、分散、均質化するために研究や産業で使用されます。ナノ流体の合成のためのプロセスパラメータには、超音波エネルギー入力、超音波振幅、温度、圧力、および酸性度が含まれます。フューザーモアは、反応物および添加物の種類および濃度、ならびに添加物が溶液に添加される順序が重要な因子である。
ナノ流体の特性は、ナノ材料の構造と形状に強く依存することがよく知られています。したがって、ナノ流体の制御可能な微細構造を得ることが、ナノ流体の機能性と品質に寄与する主な要因である。振幅、圧力、温度、エネルギー入力(Ws/mL)などの最適化された超音波パラメータを使用して、安定した均一な高品質ナノ流体を生成する鍵です。超音波処理は、単一の分散ナノ粒子に粒子を脱凝集し、分散させるために正常に適用することができます。小さい粒子サイズでは、ブラウン運動(ブラウン速度)と粒子粒子相互作用が増加し、より安定したナノ流体をもたらす。ヒールシャー超音波処理器は、すべての重要な処理パラメータを正確に制御することができ、高振幅(24/7/365)で連続的に実行し、すべての超音波処理の実行の簡単な評価のための自動データプロトコルが付属しています。

Ultrasonic dispersion is a reliable technique to produce nanoparticles such as nano-silica for nanofluids

超音波分散ナノサイズシリカ

超音波処理は、ナノ流体の安定性を改善しました

ナノ流体の場合、ナノ粒子の凝集は、マイクロチャネルの集落と詰まりだけでなく、ナノ流体の熱伝導率の低下をもたらします。超音波脱凝集と分散は、材料科学や産業で広く適用されています。超音波処理は、均一なナノ粒子分布と優れた安定性を備えた安定したナノ分散体を調製するための実証済みの技術です。したがって、ヒールシャー超音波分散機は、ナノ流体の製造に関しては、好ましい技術です。

超音波製造ナノ流体研究

研究は、ナノ流体の特性に超音波と超音波パラメータの影響を調査しています。超音波ナノ流体製剤に関する科学的知見について詳しく読む。

カーボンナノチューブの超音波分散:ヒールシャー超音波式UP400S(400W)は、単一のナノチューブに高速かつ効率的にCNTを分散させ、デタングルします。

超音波処理器UP200St(200W)は、界面活性剤として1%wt Tween80を使用して水中にカーボンブラックを分散させる

 

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Al2O3ナノ流体調製に及ぼす超音波効果

Norooziら(2014)は、「より高い粒子濃度で、超音波処理に起因するナノ流体の熱拡散性のより大きな増強があったことを発見した。さらに、測定前に高出力プローブ超音波処理器でナノ流体を超音波処理することで、熱拡散性の安定性と向上が得られました。熱拡散度の向上は、より小さいサイズのNPsでは大きかった。これは、小さいパーティクルの有効表面積と体積比が高いためです。したがって、より小さい粒子は、超音波プローブで安定したナノ流体と超音波処理を形成するのに役立ち、熱拡散性に実質的な影響をもたらしました。(ノルージら 2014)

Al2O3水ナノ流体の超音波製造のためのステップバイステップの指示

Ultrasonicator UP400St dispersing nanoparticles for nanofluid productionまず、デジタル電子バランスによりAl2O3ナノ粒子の質量を秤量する。その後、Al2O3ナノ粒子を計量された蒸留水に徐々に入れ、Al2O3水混合物を攪拌する。超音波プローブ型デバイスUP400S(400W、24kHz、写真左参照)で1時間連続して混合物を超音波処理し、蒸留水中でナノ粒子の均一な分散を生成します。ナノ流体は、異なる分画(0.1%、0.5%および1%)で調製することができる。界面活性剤やpHの変更は必要ありません。(イスファハニら、2013年)

超音波調整水性ZnOナノ流体

Elciogluら(2021)は、科学的研究において、「超音波は、基底液および安定性におけるナノ粒子の適切な分散、ならびに現実世界のアプリケーションのための最適な特性に不可欠なプロセスである」と述べている。彼らは、ZnO /水ナノ流体を生成するために超音波器UP200Htを使用しました。超音波処理は、水性ZnOナノ流体の表面張力に明らかな影響を及ぼす。研究チームは、ナノ流体の表面張力、ナノ膜形成および他の関連特徴を適切な超音波条件下で調整し、調整することができるという結論を出した。

ナノ流体のためのヒールシャー超音波処理器の利点

  • 高効率
  • ナノ粒子の信頼性の高い分散
  • 最先端の技術
  • アプリケーションに適応可能
  • あらゆる容量に対して100%リニアな拡張性
  • 簡単に入手
  • 費用対効果の高いです
  • 安全で使いやすい

ナノ流体生産のための超音波ホモジナイザー

ヒールシャー超音波による超音波プロセスパラメータの正確な制御' インテリジェントソフトウェアヒールシャー超音波設計、製造し、均質化および脱凝集アプリケーションのすべての種類のための高性能超音波分散機を配布します。ナノ流体の製造に関しては、ナノ粒子懸濁液の精密超音波処理制御と信頼性の高い超音波処理が重要です。
ヒールシャー超音波のプロセッサは、エネルギー入力、超音波強度、振幅、圧力、温度および保持時間などの重要な処理パラメータを完全に制御します。これにより、パラメータを最適化条件に調整することができ、その後、高品質のナノ流体につながります。

  • 任意のボリューム/容量: ヒールシャーは、超音波処理器とアクセサリーの幅広いポートフォリオを提供しています。これはあなたの適用および生産能力のための理想的な超音波システムの構成を可能にする。ミリリットルの小さなバイアルから1時間あたり数千ガロンの大量ストリームまで、ヒールシャーはあなたのプロセスに適した超音波ソリューションを提供しています。
  • 堅牢 性: 当社の超音波システムは、堅牢で信頼性が高いです。すべてのヒールシャー超音波処理器は、24/7/365操作のために構築され、非常に少ないメンテナンスを必要とします。
  • 使い やす さ: 私たちの超音波デバイスの精巧なソフトウェアは、簡単で信頼性の高い超音波処理のための超音波処理の設定の事前選択と保存を可能にします。直感的なメニューは、デジタルカラーのタッチディスプレイを介して簡単にアクセスできます。リモートブラウザコントロールを使用すると、任意のインターネットブラウザを介して操作し、監視することができます。自動データ記録は、内蔵のSDカード上で実行される任意の超音波処理のプロセスパラメータを保存します。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

文献 / 参考文献



Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。