ნანომასალების ულტრაბგერითი დისპერსია (ნანონაწილაკები)
ნანომასალები გახდა ისეთი მრავალფეროვანი პროდუქტების განუყოფელი კომპონენტი, როგორიცაა მაღალი ხარისხის მასალები, მზისგან დამცავი საშუალებები, ეფექტურობის საფარები ან პლასტმასის კომპოზიტები. ულტრაბგერითი კავიტაცია გამოიყენება ნანო ზომის ნაწილაკების სითხეებში დასაშლელად, როგორიცაა წყალი, ზეთი, გამხსნელები ან ფისები.
ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერსია
განაცხადის ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერსია აქვს მრავალმხრივი ეფექტი. ყველაზე აშკარა არის მასალების სითხეებში დაშლა ნაწილაკების აგლომერატების გატეხვის მიზნით. კიდევ ერთი პროცესია ულტრაბგერის გამოყენება ნაწილაკების სინთეზი ან ნალექი. ზოგადად, ეს იწვევს მცირე ნაწილაკებს და გაზრდილი ზომის ერთგვაროვნებას. ულტრაბგერითი კავიტაცია ასევე აუმჯობესებს მასალის გადაცემას ნაწილაკების ზედაპირებზე. ეს ეფექტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზედაპირის გასაუმჯობესებლად ფუნქციონალიზაცია მასალები, რომლებსაც აქვთ მაღალი სპეციფიკური ზედაპირი.
ნანომასალების დისპერსირება და ზომის შემცირება
ნანომასალები, მაგ. ლითონის ოქსიდები, ნანოთიხა ან ნახშირბადის ნანომილები სითხეში შერევისას მიდრეკილია აგლომერაცია. დეაგლომერაციის ეფექტური საშუალებები და დარბევა საჭიროა ფხვნილის დასველების შემდეგ შემაკავშირებელ ძალების დასაძლევად. აგლომერატის სტრუქტურების ულტრაბგერითი დაშლა წყლიან და არაწყლიან სუსპენზიებში იძლევა ნანო ზომის მასალების სრული პოტენციალის გამოყენების საშუალებას. ცვლადი მყარი შემცველობით ნანონაწილაკების აგლომერატების სხვადასხვა დისპერსიებზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა ულტრაბგერის მნიშვნელოვანი უპირატესობა სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით, როგორიცაა როტორული სტატორის მიქსერები (მაგ. ულტრა ტურრაქსი), დგუშის ჰომოგენიზატორები ან სველი დაფქვის მეთოდები, მაგ. . Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები შეიძლება მუშაობდეს მყარი ნივთიერებების საკმაოდ მაღალი კონცენტრაციით. მაგალითად იმისთვის სილიციუმი აღმოჩნდა, რომ მსხვრევის მაჩვენებელი დამოუკიდებელი იყო მყარი კონცენტრაცია 50% -მდე წონით. ულტრაბგერითი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი კონცენტრაციის ძირითადი პარტიების დასაშლელად - დაბალი და მაღალი სიბლანტის სითხეების დასამუშავებლად. ეს ხდის ულტრაბგერით კარგ დამუშავების ხსნარს საღებავებისა და საფარისთვის, რომელიც დაფუძნებულია სხვადასხვა მედიაზე, როგორიცაა წყალი, ფისი ან ზეთი.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UP400 ქ ნანო-დისპერსიებისთვის
ულტრაბგერითი კავიტაცია
ულტრაბგერითი დისპერსია და დეაგლომერაცია ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგია. სითხეების ულტრაბგერით ზემოქმედებისას, ხმის ტალღები, რომლებიც სითხეში ვრცელდება, იწვევს მაღალი წნევის და დაბალი წნევის ციკლების მონაცვლეობას. ეს ეხება მექანიკურ სტრესს ცალკეულ ნაწილაკებს შორის მიზიდულ ძალებზე. ულტრაბგერითი კავიტაცია სითხეებში იწვევს მაღალი სიჩქარის სითხის ჭავლებს 1000 კმ/სთ-მდე (დაახლოებით 600 მილი/სთ). ასეთი ჭავლები ნაწილაკებს შორის მაღალი წნევით აჭერენ სითხეს და აშორებენ მათ ერთმანეთისგან. მცირე ნაწილაკები აჩქარდებიან თხევადი ჭავლებით და ეჯახებიან დიდი სიჩქარით. ეს ხდის ულტრაბგერას ეფექტურ საშუალებად დისპერსიისთვის, მაგრამ ასევე ფრეზირება მიკრონის ზომის და ქვემიკრონის ზომის ნაწილაკებისგან.
ულტრაბგერითი დახმარებით ნაწილაკების სინთეზი? ნალექი
ნანონაწილაკები შეიძლება წარმოიქმნას ქვემოდან ზევით სინთეზით ან ნალექით. სონოქიმია არის ერთ-ერთი ყველაზე ადრეული ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ნანო ზომის ნაერთების მოსამზადებლად. სასლიკი თავის თავდაპირველ ნამუშევარში, გაჟღერდა Fe(CO)5 ან სუფთა სითხის სახით ან დეკლინის ხსნარში და მიღებული 10-20 ნმ ზომის ამორფული რკინის ნანონაწილაკები. ზოგადად, ზეგაჯერებული ნარევი იწყებს მყარი ნაწილაკების ფორმირებას უაღრესად კონცენტრირებული მასალისგან. ულტრაბგერითი აუმჯობესებს წინაკურსორების შერევას და ზრდის მასის გადაცემას ნაწილაკების ზედაპირზე. ეს იწვევს ნაწილაკების უფრო მცირე ზომას და უფრო მაღალ ერთგვაროვნებას.
UIP2000hdT2 კვტ ძლიერი ულტრაბგერითი SWCNT-ების დასაშლელად.
ზედაპირის ფუნქციონალიზაცია ულტრაბგერითი გამოყენებით
ბევრი ნანომასალა, როგორიცაა ლითონის ოქსიდები, ჭავლური მელანი და ტონერის პიგმენტები, ან შემავსებლები შესრულებისთვის საფარები, საჭიროებს ზედაპირის ფუნქციონირებას. თითოეული ცალკეული ნაწილაკების სრული ზედაპირის ფუნქციონირებისთვის საჭიროა კარგი დისპერსიის მეთოდი. გაფანტვისას, ნაწილაკები, როგორც წესი, გარშემორტყმულია მოლეკულების სასაზღვრო ფენით, რომელიც იზიდავს ნაწილაკების ზედაპირზე. იმისათვის, რომ ახალი ფუნქციური ჯგუფები მოხვდნენ ნაწილაკების ზედაპირზე, ეს სასაზღვრო ფენა უნდა დაიშალოს ან მოიხსნას. ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად მიღებული თხევადი ჭავლები შეიძლება მიაღწიონ სიჩქარეს 1000 კმ/სთ-მდე. ეს სტრესი ხელს უწყობს მიზიდულობის ძალების დაძლევას და ფუნქციური მოლეკულების გადატანას ნაწილაკების ზედაპირზე. In სონოქიმია, ეს ეფექტი გამოიყენება დისპერსიული კატალიზატორების მუშაობის გასაუმჯობესებლად.
ულტრაბგერითი ნაწილაკების ზომის გაზომვამდე
ნიმუშების ულტრაბგერითი დამუშავება აუმჯობესებს თქვენი ნაწილაკების ზომის ან მორფოლოგიური გაზომვის სიზუსტეს. ახალი SonoStep აერთიანებს ულტრაბგერას, ნიმუშების მორევას და ამოტუმბვას კომპაქტურ დიზაინში. მისი ფუნქციონირება მარტივია და მისი გამოყენება შესაძლებელია ანალიტიკურ მოწყობილობებზე, როგორიცაა ნაწილაკების ზომის ანალიზატორები, ხმოვანი ნიმუშების მიწოდებისთვის. ინტენსიური სონიკა ხელს უწყობს აგლომერირებული ნაწილაკების გაფანტვას, რაც უფრო თანმიმდევრულ შედეგებს იწვევს.დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი!
ულტრაბგერითი დამუშავება ლაბორატორიისთვის და წარმოების მასშტაბისთვის
ხელმისაწვდომია ულტრაბგერითი პროცესორები და ნაკადის უჯრედები დეაგლომერაციისა და დისპერსიისთვის ლაბორატორია და წარმოება დონე. სამრეწველო სისტემები ადვილად შეიძლება დამონტაჟდეს, რათა იმუშაონ ხაზში. კვლევისა და პროცესის განვითარებისთვის ჩვენ გირჩევთ გამოიყენოთ UIP1000hd (1000 ვატი).
Hielscher გთავაზობთ ულტრაბგერითი მოწყობილობებისა და აქსესუარების ფართო სპექტრს ნანომასალების ეფექტური დისპერსიისთვის, მაგ. საღებავებში, მელნებში და საფარებში.
- კომპაქტური ლაბორატორიული მოწყობილობები მდე სიმძლავრე 400 ვატი.
ეს მოწყობილობები ძირითადად გამოიყენება ნიმუშების მომზადებისთვის ან საწყისი ტექნიკურ-ეკონომიკური კვლევებისთვის და ხელმისაწვდომია გასაქირავებლად. - 500 და 1000 და 2000 ვატიანი ულტრაბგერითი პროცესორები, როგორიცაა UIP1000hd კომპლექტი ნაკადის უჯრედით და სხვადასხვა გამაძლიერებელი რქებით და სონოტროდებით შეუძლია უფრო დიდი მოცულობის ნაკადების დამუშავება.
მსგავსი მოწყობილობები გამოიყენება პარამეტრების ოპტიმიზაციაში (როგორიცაა: ამპლიტუდა, ოპერაციული წნევა, ნაკადის სიჩქარე და ა.შ.) სკამზე ან საპილოტე ქარხნის მასშტაბში. - ულტრაბგერითი პროცესორები 2კვტ, 4 კვტ, 10 კვტ და 16 კვტ და რამდენიმე ასეთი ერთეულის უფრო დიდ კლასტერებს შეუძლიათ წარმოების მოცულობის ნაკადების დამუშავება თითქმის ნებისმიერ დონეზე.
სკამის ზედა აღჭურვილობა ხელმისაწვდომია გასაქირავებლად კარგ პირობებში პროცესის საცდელად. ასეთი ცდების შედეგები შეიძლება იყოს მასშტაბური ხაზოვანი წარმოების დონემდე - შეამციროს რისკი და ხარჯები პროცესის განვითარებაში. მოხარული ვიქნებით დაგეხმაროთ ონლაინ, ტელეფონით ან პირადად. Გთხოვ მოძებნე ჩვენი მისამართები აქ, ან გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით!? Გვკითხე ჩვენ!
ნანომასალები – ფონური ინფორმაცია
ნანომასალები არის 100 ნმ-ზე ნაკლები ზომის მასალები. ისინი სწრაფად პროგრესირებენ საღებავების, მელნისა და საფარის ფორმულირებაში. ნანომასალები იყოფა სამ ფართო კატეგორიად: ლითონის ოქსიდები, ნანოთიხა და ნახშირბადის ნანომილები. ლითონის ოქსიდის ნანონაწილაკები მოიცავს ნანომასშტაბიან თუთიის ოქსიდს, ტიტანის ოქსიდს, რკინის ოქსიდს, ცერიუმის ოქსიდს და ცირკონიუმის ოქსიდს, აგრეთვე შერეული ლითონის ნაერთებს, როგორიცაა ინდიუმ-კალის ოქსიდი და ცირკონიუმი და ტიტანი, აგრეთვე შერეული ლითონის ნაერთები, როგორიცაა ინდიუმი. - კალის ოქსიდი. ამ მცირე საკითხს აქვს გავლენა ბევრ დისციპლინაზე, როგორიცაა ფიზიკა, Ქიმია და ბიოლოგია. საღებავებში და საღებავებში ნანომასალები აკმაყოფილებენ დეკორატიულ მოთხოვნილებებს (მაგ. ფერი და სიპრიალის), ფუნქციურ მიზნებს (მაგ. გამტარობა, მიკრობული ინაქტივაცია) და აუმჯობესებენ დაცვას (მაგ. ნაკაწრების წინააღმდეგობა, ულტრაიისფერი სხივების სხივების სტაბილურობა) საღებავებისა და საფარის დაცვას. კერძოდ, ნანო ზომის ლითონის ოქსიდები, როგორიცაა TiO2 და ZnO ან ალუმინა, ცერია და სილიციუმი და ნანო ზომის პიგმენტები გამოიყენება ახალი საღებავისა და საფარის ფორმულირებებში.
როდესაც მატერია ზომაში მცირდება, ის იცვლის თავის მახასიათებლებს, როგორიცაა ფერი და ურთიერთქმედება სხვა ნივთიერებებთან, როგორიცაა ქიმიური რეაქტიულობა. მახასიათებლების ცვლილება გამოწვეულია ელექტრონული თვისებების ცვლილებით. მიერ ნაწილაკების ზომის შემცირება, გაზრდილია მასალის ზედაპირის ფართობი. ამის გამო, ატომების უფრო მეტ პროცენტს შეუძლია ურთიერთქმედება სხვა მატერიასთან, მაგ., ფისების მატრიცასთან.
ზედაპირული აქტივობა ნანომასალების მთავარი ასპექტია. აგლომერაცია და აგრეგაცია ბლოკავს ზედაპირის ფართობს სხვა მატერიასთან კონტაქტისგან. მხოლოდ კარგად გაფანტული ან ერთჯერადი ნაწილაკები იძლევა მატერიის სრული სასარგებლო პოტენციალის გამოყენების საშუალებას. შედეგად კარგი დაშლა ამცირებს ნანომასალების რაოდენობას, რომლებიც საჭიროა იგივე ეფექტის მისაღწევად. ვინაიდან ნანომასალების უმეტესობა ჯერ კიდევ საკმაოდ ძვირია, ამ ასპექტს დიდი მნიშვნელობა აქვს ნანომასალების შემცველი პროდუქტის ფორმულირებების კომერციალიზაციისთვის. დღეს ბევრი ნანომასალა იწარმოება მშრალი პროცესით. შედეგად, ნაწილაკები უნდა იყოს შერეული თხევადი ფორმულირებებით. ეს არის სადაც ნანონაწილაკების უმეტესობა ქმნის აგლომერატებს დასველების დროს. განსაკუთრებით ნახშირბადის ნანომილები ისინი ძალიან შეკრულია, რაც ართულებს მათ სითხეებში დაშლას, როგორიცაა წყალი, ეთანოლი, ზეთი, პოლიმერი ან ეპოქსიდური ფისოვანი. ჩვეულებრივი გადამამუშავებელი მოწყობილობები, მაგ., მაღალი ათვლის ან როტორ-სტატორის მიქსერები, მაღალი წნევის ჰომოგენიზატორები ან კოლოიდური და დისკის წისქვილები ვერ ახერხებენ ნანონაწილაკების დისკრეტულ ნაწილაკებად დაყოფას. ულტრაბგერითი კავიტაცია ძალიან ეფექტურია აგლომერატების, აგრეგატების და თუნდაც პირველადი ელემენტების დასამსხვრევად მცირე მატერიისთვის რამდენიმე ნანომეტრიდან რამდენიმე მიკრონამდე. როდესაც ულტრაბგერითი გამოიყენება ფრეზირება მაღალი კონცენტრაციის პარტიებიდან, ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი თხევადი ჭავლების ნაკადები, აიძულებენ ნაწილაკებს ერთმანეთს 1000 კმ/სთ სიჩქარით შეეჯახონ. ეს არღვევს ვან დერ ვაალის ძალებს აგლომერატებში და პირველად ნაწილაკებშიც კი.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების შერევას აპლიკაციების, დისპერსიის, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბებზე.