ヒールシャー超音波技術

カーボンナノチューブの超音波分散(CNT)

Carbonnanotubesは、強力で柔軟性のが、非常に凝集しています。彼らは、水、エタノール、油、ポリマーまたはエポキシ樹脂など、液体中に分散することが困難です。超音波は、個別に得るための有効な方法であります – 単一分散 – carbonnanotubes。

Carbonnanotubes(CNT)は、電気機器に静電塗装可能な自動車のボディパネルに静電荷を消散させるために、接着剤、コーティング、ポリマーおよびプラスチック中の導電性フィラーとして使用されています。ナノチューブを使用することにより、ポリマーは、温度、過酷な化学薬品、腐食性の環境、極端な圧力と耐摩耗に対してより耐性にすることができます。単層ナノチューブ(SWNT)と多重壁ナノチューブ(MWNT):カーボンナノチューブの2つのカテゴリがあります。

超音波処理は、水または有機溶媒にカーボンナノチューブを分散させるための簡単かつ有効な方法です。Carbonnanotubesは、例えば、乾燥材料として一般的に利用可能です企業からの、など SESの研究 またはCNT株式会社ナノチューブを最大限に活用するためには、分解のためのシンプルで信頼性が高くスケーラブルなプロセスが必要です。最大100,000cP超音波の液体のために、低濃度または高濃度で水、油またはポリマーにナノチューブを分散させるための非常に効果的な技術です。から生じる液体ジェット気流 超音波キャビテーション、ナノチューブ間の結合力を克服し、そしてチューブを分離。なぜなら、超音波発生せん断力及びマイクロ乱流の超音波も、他の材料とナノチューブの表面コーティングと化学反応を助けることができます。

超音波は、水または有機溶媒中carbonnanotubesを解くために有効な方法です。一般に、粗いナノチューブ分散は、まず標準撹拌機によって予混合され、次いで超音波フローセル反応器で均質化される。下のビデオ(開始する画像をクリックします)は、ラボトライアル(バッチ超音波処理を使用して、 UP400S)低濃度で水に多層carbonnanotubesを分散させます。なぜなら、炭素の化学的性質の水へのナノチューブの分散挙動はかなり困難です。ビデオに示すように、容易に超音波を効果的にナノチューブを分散させることが可能であることを実証することができます。

ハイ長さの個々の単層カーボンナノチューブの分散

SWNTの処理及び操作のための主要な問題は、一般的な有機溶媒と水とでチューブの固有の不溶性です。大部分だけ、SWNTロープの部分的な剥離につながる単層カーボンナノチューブと溶媒との間の適切なインタフェースを作成するためにナノチューブの側壁または開放端の官能。
その結果、単層カーボンナノチューブは、典型的には、バンドルではなく、完全に孤立し、個々のオブジェクトとして分散されています。あまりに過酷な条件は、分散中に使用される場合、SWNTは80と200nmの間の長さに短縮されます。これは、特定のテストのために有用であるが、この長さは、半導体又は補強性SWNTとして最も実用的な用途には小さすぎます。制御された、穏やかな超音波処理(例えばによる UP200Htと40ミリメートルのソノトロード)長い個々の単層カーボンナノチューブの水性分散液を調製するのに有効な方法です。軽度の超音波の配列は、短縮を最小化し、構造的および電子的特性の最大の保存を可能にします。

ポリマー支援超音波によるSWNTの精製

純粋な単層カーボンナノチューブを得ることが困難であるので、分子レベルでの単層カーボンナノチューブの化学修飾を研究することは困難です。アズグロウンSWNTは、金属粒子及び無定形炭素のような多くの不純物を含みます。ポリモノクロロベンゼン中のSWNTの超音波(MCB)溶液(メタクリル酸メチル)、濾過したPMMAは、単層カーボンナノチューブを精製する有効な方法です。このポリマー支援精製方法は、効果的に成長した単層カーボンナノチューブから不純物を除去することを可能にします。 (Yudasakaら。)超音波振幅の正確な制御は、単層カーボンナノチューブの損傷を制限することを可能にします。

ヒールシャーA 超音波デバイスの範囲 ナノチューブの効率的な分散のためのアクセサリー。

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文献

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Yudasaka、M .;張、M .;ジャブ、C;飯島、S.(2000): APPL。 PHYS。 2000、71、449。

パレデス、J. I.、Burghard、M.(2004)。 ラングミュア、巻:中ハイ長さの個々の単層カーボンナノチューブの分散液。 20、12号、2004年、5149から5152まで、アメリカ化学会。