液体中の単層アモルファスカーボン（MAC）の超音波分散

単層アモルファスカーボン（MAC）は、卓越した機械的強度、柔軟性、導電性を持つ新しいカーボンベースのナノ材料である。MACを液体マトリックスに統合することは、高性能複合材料、エネルギー貯蔵、コーティング、電子材料への応用に不可欠である。しかし、MACはファンデルワールス相互作用が強く、凝集しやすいため、均一で安定した分散を実現することは困難である。Hielscherプローブ型ソニケーターを用いた超音波分散は、MACのクラスターを分解し、液相中の均一な分布を確保するための、スケーラブルで高効率なソリューションを提供する。

MAC分散への挑戦

MACはその超薄膜構造と高表面エネルギーにより、液体媒体中に導入されると自然に多層スタックに凝集する。従来の混合法やせん断法では、MACを効果的に分散させることができないことが多い：

• 複合材料の均質性の低さ
• 凝集による機械的特性の低下
• 限られたプロセス拡張性

超音波キャビテーションは、さまざまな溶媒、ポリマーマトリクス、反応性配合物中で分散した単層MACを実現するための、損傷を与えず、効率的でスケーラブルな技術である。
 

超音波分散：メカニズムと利点

プローブ型超音波発生装置は、液体中に強力な音響キャビテーションを発生させ、局所的な高せん断力、マイクロジェット、衝撃波をもたらす。これらの極限状態は、MAC凝集体を効果的に分解し、ナノシートを剥離し、均一に分散させる。超音波分散の主な利点は以下の通り：
 

• 効率的な角質除去： 多層MACを単層に変換する
• 高い安定性： 界面活性剤と溶媒の相互作用を最適化することで、再凝集を防ぐ
• プロセスのスケーラビリティ： ラボスケールの研究、パイロット生産、本格的な工業生産に最適
• 制御された処理： 調整可能なパラメータ（振幅、時間、圧力、温度）により、特定の用途に最適化可能

Hielscher プローブタイプソニケーター：MAC分散のためのスケーラブルなソリューション

Hielscher Ultrasonics社は、小さな実験室サンプルから大規模な工業用インラインプロセスまで、あらゆるレベルのMAC分散に対応する最先端の超音波プロセッサーを提供しています。モジュール式でカスタマイズ可能なシステムは、比類のない精度と効率を提供します。

実験室規模のMAC分散

研究開発のために、Hielscher社のソニケーターモデルUP200Ht（200W）とUP400St（400W）は、分散パラメーターを正確に制御します。これらの超音波装置は、以下を可能にします：

• 迅速なフィージビリティ・スタディのための少量バッチ処理
• 理想的な振幅と処理時間を決定するためのパラメータ最適化
• 処方改良のための再現性

パイロット生産と中規模生産

UIP1000hdT(1kW)とUIP2000hdT(2kW)は、パイロットスケールや小規模の工業生産に適しており、分散品質を細かく制御しながら、出力を向上させることができます。その特徴は以下の通りです：

• 連続処理によるスループットの向上
• インライン分散を可能にするフローセルリアクター
• 加圧可能なフローセルにより、高圧下での処理が可能

工業規模のインライン分散

大量のMAC分散には、HielscherのUIP4000hdT、UIP6000hdT、UIP16000hdTシリーズ（1台あたり4kW～16kW）がインラインでの連続分散を容易にし、工業レベルでの効率性と再現性を保証します。利点は以下の通りです：

• 高い処理能力： 大規模な複合材およびコーティング製造用に設計
• スケーラブルなモジュール設計： 複数台の並列運転が可能
• プロセスの自動化： リアルタイムモニタリングのためのセンサーや制御システムとの統合

単層アモルファスカーボンの最適分散を達成するには？

最高の分散品質を達成するためには、主要な処理パラメーターを最適化しなければならない：

Hielscher社のプローブ型ソニケーターを使用した超音波分散は、液体中の単層アモルファスカーボンの処理において、実績があり、拡張可能で、非常に効率的な技術です。小規模な実験室規模であれ、完全な工業生産であれ、Hielscherソニケーターは均質で安定した分散を保証し、次世代の高性能複合材料、導電性コーティング、ナノ材料強化製品のための単層アモルファスカーボン(MAC)の可能性を最大限に引き出します。

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。