ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები – Exfoliated და დისპერსიული გამოყენებით Sonication
ულტრასონიკაცია წარმატებით გამოიყენება ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების (BNNT) დამუშავებასა და დისპერსიაში. მაღალი ინტენსივობის სონიფიკაცია უზრუნველყოფს ერთგვაროვან განადგურებას და განაწილებას სხვადასხვა ხსნარებში და ამით გადამწყვეტი გადამუშავების ტექნიკაა BNNT– ების ამოხსნებსა და მატრიცებში ჩასართავად.
ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების ულტრაბგერითი დამუშავება
ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების (BNNT) ან ბორის ნიტრიდის ნანოსტრუქტურების (BNN) ჩათვლით, თხევადი ხსნარებში ან პოლიმერულ მატრიცებში, როგორიცაა ნანოსაფურცლები და ნანორიბონები, საჭიროა დისპერსიული ეფექტური და საიმედო ტექნიკა. ულტრაბგერითი დისპერსია უზრუნველყოფს საჭირო ენერგიას ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების და ბორის ნიტრიდის ნანოსტრუქტურების აქერცვლის, დასაშლელად, დასაშლელად და ფუნქციონირებისთვის, მაღალი ეფექტურობით. მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის ზუსტად კონტროლირებადი დამუშავების პარამეტრები (მაგ. ენერგია, ამპლიტუდა, დრო, ტემპერატურა და წნევა) საშუალებას იძლევა ინდივიდუალურად მოერგოს დამუშავების პირობები მიზნობრივი პროცესის მიზანზე. ეს ნიშნავს, რომ ულტრაბგერითი ინტენსივობის რეგულირება შესაძლებელია სპეციფიკური ფორმულირების გათვალისწინებით (BNNT– ების ხარისხი, გამხსნელი, მყარი – თხევადი კონცენტრაცია და ა.შ.), ამით მიიღება ოპტიმალური შედეგები.
ულტრაბგერითი გზა ბორის ნიტრიდის ნანოკუპების სინთეზისთვის
(შესწავლა და გრაფიკა: Yu et al. 2012)
ულტრაბგერითი BNNT და BNN დამუშავების პროგრამები მოიცავს მთელ დიაპაზონს ორგანზომილებიანი ბორის ნიტრიდის ნანოსტრუქტურების ერთგვაროვანი დისპერსიიდან (2D-BNN), მათი ფუნქციონალიზაციამდე და მონო-ფენის ექვსკუთხა ბორის ნიტრიდის ქიმიური აქერცვლით. ქვემოთ მოცემულია დეტალები ულტრაბგერითი დისპერსიის, აქერცვლისა და BNNT– ებისა და BNN– ების ფუნქციონალიზაციის შესახებ.
ულტრაბგერითი დისპერსიული მოწყობილობების დაყენება (2x UIP1000hdT) ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები სამრეწველო მასშტაბით დამუშავებისთვის
ულტრაბგერითი დისპერსია ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები
როდესაც ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები (BNNT) გამოიყენება პოლიმერების გასაძლიერებლად ან ახალი მასალების სინთეზირებისთვის, საჭიროა ერთგვაროვანი და საიმედო დისპერსია მატრიქსში. ულტრაბგერითი დისპერსიები ფართოდ გამოიყენება ნანო მასალების დასაშლელად, როგორიცაა CNT, მეტალის ნანონაწილაკები, ბირთვიანი ნაწილაკები და სხვა სახის ნანო ნაწილაკები მეორე ფაზაში.
ულტრაბგერითი დისპერსია წარმატებით იქნა გამოყენებული BNNT– ების ერთგვაროვნად დასაშლელად და განაწილებაზე წყალსა და არაწყლიან წყალში, ეთანოლის, PVP ეთანოლის, TX100 ეთანოლის, აგრეთვე სხვადასხვა პოლიმერების ჩათვლით (მაგ. პოლიურეთანი).
ულტრაბგერითი გზით მომზადებული BNNT დისპერსიის დასტაბილურებლად ჩვეულებრივი გამოყენებული ზედაპირული აქტიური ნივთიერებაა 1% wt ნატრიუმის დოდეცილ სულფატის (SDS) ხსნარი. მაგალითად, 5 მგ BNNT ულტრაბგერითი გზით იფანტება ფლაკონში 5 მლ 1% ვტ. სდს ხსნარი ულტრაბგერითი ზონდის ტიპის დისპერსიის გამოყენებით, როგორიცაა UP200St (26 კჰც, 200 ვტ).
BNNT– ის წყლის დისპერსია ულტრაბგერით
მათი ძლიერი ვან დერ ვაალის ურთიერთქმედების და ჰიდროფობიური ზედაპირის გამო, ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები ცუდად იშლება წყალზე დაფუძნებულ ხსნარებში. ამ პრობლემების გადასაჭრელად, ჯეონმა და სხვ. (2019) გამოიყენა Pluronic P85 და F127, რომლებსაც აქვთ ჰიდროფილური ჯგუფები და ჰიდროფობიური ჯგუფები BNNT– ის ფუნქციონალიზაციისთვის, სონიფიკაციით.
მოკლედ გადაღებული BNNT– ების SEM გამოსახულება სხვადასხვა გაჟღენთილი ხანგრძლივობის შემდეგ. როგორც ნაჩვენებია, ამ BNNT– ების სიგრძე მცირდება კუმულაციური ბგერითი ხანგრძლივობის ზრდასთან ერთად.
(შესწავლა და სურათი: ლი და სხვები. 2012)
ბორის ნიტრიდის ნანოსაფენების გარეშე Surfactant- ის აქერცვლა დამუშავების საშუალებით
ლინი და სხვები. (2011) წარმოგიდგენთ ექვსკუთხა ბორის ნიტრიდის აქერცვლისა და დისპერსიის სუფთა მეთოდს (h-BN). ექვსკუთხა ბორის ნიტრიდი ტრადიციულად ითვლება წყალში უხსნად. ამასთან, მათ შეძლეს იმის დემონსტრირება, რომ წყალი ეფექტურია ფენოვანი h-BN სტრუქტურების გასაქრობად ულტრაბგერითი გამოყენებით, ფორმირდება h-BN ნანოტექნიკის ”სუფთა” წყალში დისპერსიები ზედაპირული აქტივების ან ორგანული ფუნქციონალიზაციის გამოყენების გარეშე. ულტრაბგერითი ამქერცლავის პროცესში წარმოიქმნა რამდენიმე ფენიანი h-BN ნანოსი, ისევე როგორც ერთშრიანი ნანოსაფენი და ნანორიბონის სახეობები. ნანოსაბოლოების უმეტესობა შემცირებული გვერდითი ზომების იყო, რაც მიეკუთვნება მშობელი h-BN ფურცლების მოჭრას, რომლებიც გამოწვეულია სონიკაციური დახმარებით ჰიდროლიზით (დადასტურებულია ამიაკის ტესტისა და სპექტროსკოპიის შედეგებით). ულტრაბგერით გამოწვეულმა ჰიდროლიზმა ასევე ხელი შეუწყო h-BN ნანოსაფენების აქერცვლას გამხსნელის პოლარულობის ეფექტის დასახმარებლად. H-BN ნანოსაფენებს ამ "სუფთა" წყლის დისპერსიებში აჩვენა კარგი დამუშავება ხსნარის მეთოდების გამოყენებით, მათი ფიზიკური მახასიათებლების შენარჩუნებით. წყალში დაარბია h-BN ნანოტი ასევე გამოხატავს ძლიერ დამოკიდებულებას ისეთი ცილების მიმართ, როგორიცაა ფერიტინი, რაც მიანიშნებს, რომ ნანოსაფონის ზედაპირი ხელმისაწვდომია შემდგომი ბიო-კონიუგირებისთვის.
ულტრაბგერითი ზომის შემცირება და ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების ჭრა
ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების სიგრძე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, როდესაც საქმე ეხება BNNT– ების შემდგომ დამუშავებას პოლიმერებად და სხვა ფუნქციონალიზებულ მასალებად. ამიტომ მნიშვნელოვანი ფაქტია, რომ გამხსნელში BNNT– ების დამუშავება არა მხოლოდ ინდივიდუალურად გამოყოფს BNNT– ებს, არამედ ბამბუკის სტრუქტურირებულ BNNT– ების შემცირებას ახდენს კონტროლირებად პირობებში. შემოკლებული BNNT– ების გაერთიანების გაცილებით დაბალი შანსია კომპოზიტური მომზადების დროს. იხილეთ ალ. (2012) აჩვენა, რომ ფუნქციონალიზებული BNNT სიგრძეები შეიძლება ეფექტურად შემცირდეს> 10 მკმ-დან ∼500 ნმ-მდე ულტრაბგერითი გზით. მათი ექსპერიმენტების თანახმად, BNNT– ის ეფექტური ულტრაბგერითი დისპერსია ხსნარში აუცილებელია BNNT– ის ზომის შემცირებისა და ჭრისთვის.
გ) წყალში კარგად გაჟღენთილი mPEG- DSPE / BNNTs (გაჟღენთილი 2 საათის შემდეგ). დ) BNNT– ის სქემატური წარმომადგენელი, რომელიც ფუნქციონირდება mPEG-DSPE მოლეკულის მიერ
(შესწავლა და სურათი: ლი და სხვები. 2012)
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UP400St ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების დასაშლელად (BNNT)
მაღალი ხარისხის ულტრასონიკატორები BNNT დამუშავებისთვის
Hielscher ულტრასონიკატორების ჭკვიანი თვისებები შექმნილია საიმედო მუშაობის, რეპროდუცირებადი შედეგების და მომხმარებლის კეთილგანწყობის უზრუნველსაყოფად. ოპერაციულ პარამეტრებზე წვდომა და დარეკვა მარტივია ინტუიციური მენიუს საშუალებით, რომლის მიღება ციფრული ფერადი სენსორული ეკრანისა და ბრაუზერის დისტანციური მართვის საშუალებით შეგიძლიათ. ამიტომ, დამუშავების ყველა პირობა, როგორიცაა წმინდა ენერგია, მთლიანი ენერგია, ამპლიტუდა, დრო, წნევა და ტემპერატურა, ავტომატურად ჩაიწერება ჩამონტაჟებულ SD ბარათზე. ეს საშუალებას გაძლევთ გადახედოთ და შეადაროთ წინა გაჟღენთილი სამუშაოები და ოპტიმიზაცია მოახდინოთ ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების და ნანომასალების აქერცვლისა და დისპერსიული პროცესის მაქსიმალურ ეფექტურობაზე.
Hielscher Ultrasonics სისტემები გამოიყენება მსოფლიოში მაღალი ხარისხის BNNT– ების წარმოებისთვის. Hielscher ინდუსტრიული ულტრაბგერითი საშუალებით უწყვეტი მუშაობის დროს მარტივად შეუძლიათ მაღალი ამპლიტუდის გაშვება (24/7/365). ამპლიტუდები 200 მკმ-მდე მარტივად შეიძლება მუდმივად წარმოიქმნას სტანდარტული სონოტროდებით (ულტრაბგერითი ზონდებით / რქებით). კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის, ხელმისაწვდომია ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი სონოტროდები. მათი სიმტკიცე და დაბალი შენარჩუნება, ჩვენი ულტრაბგერითი აქერცვლისა და დისპერსიული სისტემები ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია მძიმე პროგრამებისთვის და მოთხოვნილ გარემოში.
Hielscher Ultrasonics’ ინდუსტრიული ულტრაბგერითი პროცესორები ძალიან მაღალ ამპლიტუდებს წარმოადგენენ. ამპლიტუდები 200 მკმ-მდე მარტივად განუწყვეტლივ შესაძლებელია 24/7 ოპერაციის დროს. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის, შესაძლებელია მორგებული ულტრაბგერითი სონოტროდები.
Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორები ბორის ნიტრიდის ნანომილაკების, აგრეთვე CNT- ებისა და გრაფენის დისპერსიისა და აქერცვლისთვის უკვე დამონტაჟებულია მსოფლიოში კომერციული მასშტაბით. დაგვიკავშირდით ახლა, რათა განვიხილოთ თქვენი BNNT წარმოების პროცესი! ჩვენი კარგად გამოცდილი პერსონალი სიამოვნებით გაზიარებს უფრო მეტ ინფორმაციას აქერცვლის პროცესის, ულტრაბგერითი სისტემებისა და ფასების შესახებ!
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბის პროგრამების, დისპერსიის, ემულგირებისა და მოპოვების შერევისთვის.
ლიტერატურა / ცნობები
- Sang-Woo Jeon, Shin-Hyun Kang, Jung Chul Choi, Tae-Hwan Kim (2019): Dispersion of Boron Nitride Nanotubes by Pluronic Triblock Copolymer in Aqueous Solution. Polymers 11, 2019.
- Chee Huei Lee, Dongyan Zhang, Yoke Khin Yap (2012): Functionalization, Dispersion, and Cutting of Boron Nitride Nanotubes in Water. Journal of Physical Chemistry C 116, 2012. 1798–1804.
- Lin, Yi; Williams, Tiffany; Xu, Tian-Bing; Cao, Wei; Elsayed-Ali, Hani; Connell, John (2011): Aqueous Dispersions of Few-Layered and Monolayered Hexagonal Boron Nitride Nanosheets from Sonication-Assisted Hydrolysis: Critical Role of Water. The Journal of Physical Chemistry C 2011.
- Yuanlie Yu, Hua Chen, Yun Liu, Tim White, Ying Chen (2012): Preparation and potential application of boron nitride nanocups. Materials Letters, Vol. 80, 2012. 148-151.
- Luhua Li, Ying Chen, Zbigniew H. Stachurski (2013): Boron nitride nanotube reinforced polyurethane composites. Progress in Natural Science: Materials International Vol. 23, Issue 2, 2013. 70-173.
- Yanhu Zhan, Emanuele Lago, Chiara Santillo, Antonio Esaú Del Río Castillo, Shuai Hao, Giovanna G. Buonocore, Zhenming Chen, Hesheng Xia, Marino Lavorgna, Francesco Bonaccorso (2020): An anisotropic layer-by-layer carbon nanotube/boron nitride/rubber composite and its application in electromagnetic shielding. Nanoscale 12, 2020. 7782-7791.
- Kalay, Şaban; Çobandede, Zehra; Sen, Ozlem; Emanet, Melis; Kazanc, Emine; Culha, Mustafa (2015): Synthesis of boron nitride nanotubes and their applications. Beilstein Journal of Nanotechnology Vol 6, 2015. 84-102.
ფაქტები Worth Knowing
ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები და ნანომასალები
ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები გთავაზობთ უნიკალურ ატომურ სტრუქტურას, რომელიც აწყობილია ბორისა და აზოტის ატომებისაგან, რომლებიც განლაგებულია ექვსკუთხა ქსელში. ეს სტრუქტურა აძლევს BNNT უამრავ შესანიშნავ შინაგან თვისებას, როგორიცაა უმაღლესი მექანიკური ძალა, მაღალი თერმული კონდუქტომეტრული, ელექტრო საიზოლაციო ქცევა, პიეზოელექტრონული თვისება, ნეიტრონის დამცავი შესაძლებლობა და დაჟანგვის წინააღმდეგობა. 5 eV დიაპაზონის ხარვეზის დაზუსტება შესაძლებელია განივი ელექტრული ველის გამოყენებით, რაც BNNT– ებს საინტერესოა ელექტრონული მოწყობილობებისთვის. გარდა ამისა, BNNT– ს აქვს მაღალი ჟანგვის გამძლეობა 800 ° C– მდე, აჩვენებს შესანიშნავ პიეზოელექტროენერგიას და შეიძლება იყოს კარგი ტემპერატურის წყალბადის შემნახველი მასალა.
BNNTs გრაფენის წინააღმდეგ: BNNT არის გრაფენის სტრუქტურული ანალოგები. ძირითადი განსხვავება ბორის ნიტრიდზე დაფუძნებულ ნანომასალებსა და მათ ნახშირბადოვან ანალოგებს შორის არის ატომებს შორის ობლიგაციების ხასიათი. ნახშირბადის ნანომასალებში ობლიგაციას აქვს სუფთა კოვალენტური ხასიათი, ხოლო BN ობლები წარმოადგენენ ნაწილობრივ იონურ ხასიათს sp2 ჰიბრიდიზებულ BN– ში e − წყვილების გამო. (შდრ. Emanet და სხვ. 2019)
BNNTs ნახშირბადის ნანომილაკები: ბორის ნიტრიდის ნანომილაკები (BNNT) ავლენენ ნახშირბადის ნანომილაკების (CNT) მსგავსი მილაკოვანი ნანოსტრუქტურას, რომელშიც ბორისა და აზოტის ატომები ჰექსაგონალურ ქსელშია განლაგებული.
ქსენები: ქსენი არის 2D, მონოელემენტური ნანომასალები. თვალსაჩინო მაგალითებია ბოროფენი, გალენენი, სილიცინი, გერმანინი, სტანინი, ფოსფორენი, არსენენი, ანტიმონენი, ბისმუთენი, ტელურენი და სელენენი. ქსენებს აქვთ არაჩვეულებრივი მატერიალური თვისებები, რომლებსაც აქვთ პოტენციალი გაარღვიონ შეზღუდვები სხვა 2D მასალების პრაქტიკულ გამოყენებასთან დაკავშირებით. შეიტყვეთ მეტი ქსენების ულტრაბგერითი ექსფოლიაციის შესახებ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია to სამრეწველო ზომა.