როგორ დაარბიოთ ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები ინდივიდუალურად
ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (SWNTs ან SWCNTs) აქვთ უნიკალური მახასიათებლები, მაგრამ მათი გამოხატვისთვის ისინი ინდივიდუალურად უნდა იყოს გაფანტული. ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების განსაკუთრებული მახასიათებლების სრულად გამოსაყენებლად, მილები ყველაზე სრულად უნდა გაიხსნას. SWNT-ები, ისევე როგორც სხვა ნანონაწილაკები, ავლენენ ძალიან მაღალ მიზიდულობის ძალებს, ამიტომ საჭიროა ძლიერი და ეფექტური ტექნიკა საიმედო დეაგლომერაციისა და დისპერსიისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვეულებრივი შერევის ტექნიკა არ იძლევა იმ ინტენსივობას, რომელიც საჭიროა SWNT-ების გაფუჭებისთვის მათი დაზიანების გარეშე, მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი დადასტურებულია SWCNT-ების გაფუჭებისა და დაშლის მიზნით. ულტრაბგერითი წარმოქმნილი კავიტაციური ათვლის ძალები საკმარისად ძლიერია შემაკავშირებელ ძალების დასაძლევად, ხოლო ულტრაბგერითი ინტენსივობა შეიძლება ზუსტად დარეგულირდეს SWCNT-ების დაზიანების თავიდან ასაცილებლად.
პრობლემა:
ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (SWCNT) განსხვავდება მრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილებისაგან (MWNTs/MWCNTs) მათი ელექტრული თვისებებით. SWCNT-ების დიაპაზონი შეიძლება იცვლებოდეს ნულიდან 2 ევ-მდე და მათი ელექტრული გამტარობა ახასიათებს მეტალის ან ნახევარგამტარულ ქცევას. ვინაიდან ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები ძალზე შეკრულია, SWCNT-ების დამუშავების ერთ-ერთი მთავარი დაბრკოლება არის მილების თანდაყოლილი უხსნადობა ორგანულ გამხსნელებში ან წყალში. SWCNT-ების სრული პოტენციალის გამოსაყენებლად საჭიროა მილების მარტივი, საიმედო და მასშტაბური დეაგლომერაციის პროცესი. განსაკუთრებით, CNT გვერდითი კედლების ან ღია ბოლოების ფუნქციონალიზაცია SWCNT-ებსა და ორგანულ გამხსნელებს შორის შესაფერისი ინტერფეისის შესაქმნელად იწვევს მხოლოდ SWCNT-ების ნაწილობრივ აქერცვლას. ამიტომ, SWCNT-ები ძირითადად დაშლილია როგორც ჩალიჩები, ვიდრე ცალკეული დეაგლომერირებული თოკები. თუ დისპერსიის დროს მდგომარეობა ძალიან მკაცრია, SWCNT-ები შემცირდება 80-დან 200 ნმ-მდე სიგრძემდე. პრაქტიკული გამოყენების უმრავლესობისთვის, ანუ ნახევარგამტარული ან გამაძლიერებელი SWCNT-ებისთვის, ეს სიგრძე ძალიან მცირეა.

UIP2000hdT2 კვტ ძლიერი ულტრაბგერითი SWCNT-ების დასაშლელად.
გამოსავალი:
ულტრაბგერითი ნახშირბადის ნანომილაკების დაშლისა და დეაგლომერაციის ძალიან ეფექტური მეთოდია, რადგან მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები წარმოქმნის კავიტაციას სითხეებში. თხევად მედიაში გავრცელებული ხმის ტალღები იწვევს მაღალი წნევის (შეკუმშვის) და დაბალი წნევის (იშვიათობის) ციკლების მონაცვლეობას, სიხშირეები დამოკიდებულია სიხშირეზე. დაბალი წნევის ციკლის დროს, მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები ქმნიან პატარა ვაკუუმურ ბუშტებს ან სიცარიელეს სითხეში. როდესაც ბუშტები აღწევენ მოცულობას, რომლითაც ისინი ვეღარ შთანთქავენ ენერგიას, ისინი ძალად იშლება მაღალი წნევის ციკლის დროს. ამ ფენომენს კავიტაცია ეწოდება. აფეთქების დროს ადგილობრივად მიიღწევა ძალიან მაღალი ტემპერატურა (დაახლოებით 5000K) და წნევა (დაახლოებით 2000ატმ). კავიტაციის ბუშტის აფეთქება ასევე იწვევს სითხის ჭავლებს 280 მ/წმ-მდე სიჩქარით. ეს თხევადი ჭავლური ნაკადები წარმოიქმნება ულტრაბგერითი კავიტაცია, გადალახავს შემაკავშირებელ ძალებს ნახშირბადის ნანომილებს შორის და, შესაბამისად, ნანომილები ხდება დეაგლომერაცია. რბილი, კონტროლირებადი ულტრაბგერითი მკურნალობა არის შესაბამისი მეთოდი დისპერსიული SWCNT-ების მაღალი სიგრძის ზედაპირულად სტაბილიზირებული სუსპენზიების შესაქმნელად. SWCNT-ების კონტროლირებადი წარმოებისთვის, Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორები იძლევა ულტრაბგერითი პარამეტრების ფართო სპექტრის მუშაობის საშუალებას. ულტრაბგერითი ამპლიტუდა, თხევადი წნევა და თხევადი შემადგენლობა შეიძლება განსხვავდებოდეს, შესაბამისად, კონკრეტული მასალისა და პროცესის მიხედვით. ეს გთავაზობთ კორექტირების ცვლად შესაძლებლობებს, როგორიცაა
- sonotrode ამპლიტუდები მდე 170 მიკრონი
- სითხის წნევა 10 ბარამდე
- სითხის ნაკადის სიჩქარე 15 ლ/წთ-მდე (პროცესის მიხედვით)
- სითხის ტემპერატურა 80 გრადუსამდე (სხვა ტემპერატურა მოთხოვნით)
- მასალის სიბლანტე 100000 cp-მდე
ულტრაბგერითი მოწყობილობა
Hielscher გთავაზობთ მაღალ შესრულებას ულტრაბგერითი პროცესორები ყოველი მოცულობის გახმოვანებისთვის. ულტრაბგერითი მოწყობილობები 50 ვატიდან 16000 ვატამდე, რომლებიც შეიძლება დამონტაჟდეს კლასტერებში, საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ შესაბამისი ულტრაბგერითი თითოეული განაცხადისთვის, როგორც ლაბორატორიაში, ასევე ინდუსტრიაში. ნანომილების დახვეწილი დისპერსიისთვის რეკომენდებულია უწყვეტი სონიკირება. Hielscher-ის ნაკადის უჯრედების გამოყენებით შესაძლებელი ხდება CNT-ების დაშლა ამაღლებული სიბლანტის სითხეებში, როგორიცაა პოლიმერები, მაღალი სიბლანტის დნობები და თერმოპლასტიკები.
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!

ნანომილების ულტრაბგერითი დაშლა (UP400 ქ)

CNT-ების დაშლა Hielscher-ის ლაბორატორიული მოწყობილობით UP50H

მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი საშუალებები! Hielscher-ის პროდუქციის ასორტიმენტი მოიცავს სრულ სპექტრს კომპაქტური ლაბორატორიული ულტრაბგერითი მოწყობილობებიდან დაწყებული, სკამზე დამონტაჟებული ერთეულებით დამთავრებული, სრულ სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემებით დამთავრებული.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- Cheng, Qiaohuan; Debnath, Sourabhi; Gregan, Elizabeth; Byrne, Hugh J. (2010): Ultrasound-Assisted SWNTs Dispersion: Effects of Sonication Parameters and Solvent Properties. The Journal of Physical Chemistry C, 114(19), 2010. 8821–8827.
- Tenent, Robert; Barnes, Teresa; Bergeson, Jeremy; Ferguson, Andrew; To, Bobby; Gedvilas, Lynn; Heben, Michael; Blackburn, Jeffrey (2009): Ultrasmooth, Large‐Area, High‐Uniformity, Conductive Transparent Single‐Walled‐Carbon‐Nanotube Films for Photovoltaics Produced by Ultrasonic Spraying. Advanced Materials. 21. 3210 – 3216.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
ულტრაბგერითი მოწყობილობებს ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც ზონდის სონიკატორს, ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის, ბგერითი ლიზერის, ულტრაბგერითი დამრღვევი, ულტრაბგერითი საფქვავი, სონო გამანადგურებელი, სონიფიკატორი, ბგერითი დისმემბრატორი, უჯრედის დამრღვევი, ულტრაბგერითი დისპერსერი ან გამხსნელი. განსხვავებული ტერმინები წარმოიქმნება სხვადასხვა აპლიკაციებიდან, რომლებიც შეიძლება შესრულდეს სონიკით.