ნანობრილიანტები გაბნეული წყლიან სუსპენზიაში გაჟღერებით

ნანობრილიანტის დისპერსიები ეფექტურია და სწრაფად იწარმოება ულტრაბგერითი დისპერსატორების გამოყენებით. ნანობრილიანტების ულტრაბგერითი დეაგრეგაცია და დისპერსია შეიძლება საიმედოდ განხორციელდეს წყლიან სუსპენზიაში. ულტრაბგერითი დისპერსიის ტექნიკა იყენებს მარილს pH-ის მოდიფიკაციისთვის და ამით არის მარტივი, იაფი და დამაბინძურებლების გარეშე ტექნიკა, რომელიც ადვილად შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამრეწველო მასშტაბით.

ნანობრილიანტები შეიძლება იყოს ეფექტური და საიმედოდ გაფანტული Hielscher ულტრაბგერითი აპარატების გამოყენებით.

როგორ მუშაობს ნანობრილიანტების ულტრაბგერითი დაფქვა და დისპერსია?

ულტრაბგერითი დისპერსია იყენებს თავად ნანობრილიანტს, როგორც დაფქვის საშუალება. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღებით წარმოქმნილი აკუსტიკური კავიტაცია ქმნის მაღალი სიჩქარის სითხის ნაკადს. ეს თხევადი ნაკადები აჩქარებს ნაწილაკებს (მაგალითად, ბრილიანტებს) ნალექში ისე, რომ ნაწილაკები ეჯახება 280 კმ/წმ-მდე და იშლება ნანო ზომის წუთ ნაწილაკებად. ეს აქცევს ულტრაბგერითი დაფქვას და დისპერსიას მარტივ, იაფ და დამაბინძურებლებისგან თავისუფალ ტექნიკას, რომელიც საიმედოდ აქცევს ნანობრილიანტს ნანო ზომის ნაწილაკებად, რომლებიც მდგრადია წყლის კოლოიდურ ხსნარში pH ფართო დიაპაზონში. მარილი (ნატრიუმის ქლორიდი) გამოიყენება ნანობრილიანტების სტაბილიზაციისთვის წყალხსნარში.

ულტრაბგერითი Nanodiamond Milling Excels Bead Mills

ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი არის უაღრესად ეფექტური ქარხნები და წარმოადგენენ დამკვიდრებულ წისქვილ ტექნიკას სამრეწველო მასშტაბით ნანობრილიანტის სუსპენზიების ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის. მას შემდეგ, რაც ულტრაბგერითი ქარხნები იყენებენ ნანობრილიანტს, როგორც საღეჭი საშუალებებს, დაბინძურება საღეჭი მედიით, მაგ. ცირკონიის მარცვლებიდან, მთლიანად არის აცილებული. ამის ნაცვლად, ულტრაბგერითი კავიტაციური ძალები აჩქარებენ ნაწილაკებს ისე, რომ ნანობრილიანტები ძლიერად ეჯახებიან ერთმანეთს და იშლება ერთგვაროვან ნანო ზომამდე. ეს ულტრაბგერითი გამოწვეული ნაწილაკთაშორისი შეჯახება არის უაღრესად ეფექტური და საიმედო მეთოდი თანაბრად განაწილებული ნანოდისპერსიების წარმოებისთვის.
ულტრაბგერითი დისპერსიისა და დეაგრეგაციის მეთოდი იყენებს წყალში ხსნად, არატოქსიკურ და არადამაბინძურებელ დანამატებს, როგორიცაა ნატრიუმის ქლორიდი ან საქაროზა pH-ის რეგულირებისთვის და ულტრაბგერითი დისპერსიის სტაბილიზაციისთვის. ნატრიუმის ქლორიდის ან საქაროზის ეს კრისტალური სტრუქტურები დამატებით მოქმედებს როგორც საღეჭი საშუალება, რითაც მხარს უჭერს ულტრაბგერითი დაფქვის პროცედურას. როდესაც დაფქვის პროცესი დასრულებულია, ეს დანამატები ადვილად მოიხსნება წყლით მარტივი გამრეცხვით, რაც მნიშვნელოვანი უპირატესობაა კერამიკული მძივებთან შედარებით. ტრადიციული მარცვლების დაფქვა, როგორიცაა ატრიტორები, იყენებს უხსნად კერამიკულ ფრეზს (მაგ. ბურთულები, მძივები ან მარგალიტები), რომელთა აბრაზიული ნარჩენები აბინძურებს საბოლოო დისპერსიას. ფრეზის მედიით გამოწვეული დაბინძურების მოცილება მოიცავს შემდგომ რთულ დამუშავებას და შრომატევადი და ძვირადღირებულია.

ულტრაბგერითი დისპერსიული ტექნოლოგია ეფექტურად აწარმოებს ნანო ალმასის წყალხსნარებს ნაწილაკების ზომის ვიწრო განაწილებით.
(კვლევა და გრაფიკა: ©Turcheniuk et al., 2016)

სამაგალითო პროტოკოლი ულტრაბგერითი ნანობრილიანტის დისპერსიისთვის

მარილის დახმარებით ნანობრილიანტების ულტრაბგერითი დეაგრეგაცია წყალში:
10 გ ნატრიუმის ქლორიდის და 0,250 გ ნანობრილიანტის ფხვნილის ნაზავი მოკლედ დაფქვა ხელით ფაიფურის ნაღმტყორცნებისა და პესტილის გამოყენებით და მოათავსეს 20 მლ მინის ფლაკონში 5 მლ DI წყალთან ერთად. მომზადებული ნიმუშის გაჟღერება მოხდა ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით 100 წუთის განმავლობაში 60% გამომავალი სიმძლავრით და 50% სამუშაო ციკლით. სონიკაციის შემდეგ, ნიმუში თანაბრად გაიყო ორ 50 მლ პლასტმასის Falcon ცენტრიფუგა მილს შორის და დაარბია გამოხდილ წყალში 100 მლ საერთო მოცულობამდე (2 × 50 მლ). ყოველი ნიმუში შემდეგ ცენტრიფუგირებულ იქნა ეპენდორფის ცენტრიფუგის გამოყენებით 5810-R 4000 rpm-ზე და 25°C-ზე 10 წუთის განმავლობაში და გამჭვირვალე ზენატანი განადგურდა. შემდეგ სველი ND ნალექი ხელახლა დაიშალა გამოხდილ წყალში (100 მლ საერთო მოცულობა) და ცენტრიფუგირდა მეორედ 12000 rpm-ზე და 25 °C 1 საათის განმავლობაში. კიდევ ერთხელ განადგურდა გამჭვირვალე ზენატანი და სველი ნანობრილიანტის ნალექები ხელახლა დაიშალა, ამჯერად 5 მლ გამოხდილ წყალში დახასიათებისთვის. სტანდარტული AgNO3 ანალიზმა აჩვენა Cl-ის სრული არარსებობა⁻ მარილის დახმარებით ულტრაბგერითი დაშლილი ნანობრილიანტები გარეცხილი გამოხდილი წყლით ორჯერ, როგორც ზემოთ იყო აღწერილი. ნიმუშებიდან წყლის აორთქლების შემდეგ დაფიქსირდა შავი მყარი ნანობრილიანტის „ჩიპების“ წარმოქმნა ~200 მგ ან საწყისი ნანობრილიანტის მასის 80%-ით. (იხილეთ სურათი ქვემოთ)
(შდრ. Turcheniuk et al., 2016)

ულტრაბგერითი დისპერსიული ნანობრილიანტის გამხმარი ნიმუში.
(კვლევა და გრაფიკა: ©Turcheniuk et al., 2016)

მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ნანობრილიანტის დისპერსიებისთვის

Hielscher Ultrasonics აპროექტებს, აწარმოებს და ავრცელებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი დაფქვისა და დისპერსიის მოწყობილობებს მძიმე სამუშაოებისთვის, როგორიცაა ნანობრილიანტის ნამცხვრების, გასაპრიალებელი საშუალებების და ნანოკომპოზიტების წარმოება. Hielscher ულტრაბგერითი აპარატები გამოიყენება მთელ მსოფლიოში ნანო-მასალების წყლიან კოლოიდური სუსპენზიების, პოლიმერების, ფისების, საიზოლაციო და სხვა მაღალი ხარისხის მასალებში დასაშლელად.
Hielscher ულტრაბგერითი დისპერსერები საიმედო და ეფექტურია დაბალი და მაღალი სიბლანტის დამუშავებისას. შეყვანის მასალებისა და მიზანმიმართული საბოლოო ნაწილაკების ზომიდან გამომდინარე, ულტრაბგერითი ინტენსივობა შეიძლება ზუსტად დარეგულირდეს პროცესის ოპტიმალური შედეგებისთვის.
ბლანტი პასტების, ნანო-მასალებისა და მაღალი მყარი კონცენტრაციების დასამუშავებლად, ულტრაბგერითი დისპერსერს უნდა შეეძლოს მუდმივად მაღალი ამპლიტუდის წარმოება. Hielscher ულტრაბგერითი’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდის მიწოდება უწყვეტი მუშაობისას სრული დატვირთვით. 200 μm-მდე ამპლიტუდის ადვილად გაშვება შესაძლებელია 24/7 მუშაობისას. მაღალ ამპლიტუდაზე ულტრაბგერითი დისპერსერის მუშაობის შესაძლებლობა და ამპლიტუდის ზუსტად დარეგულირება აუცილებელია ულტრაბგერითი პროცესის პირობების ადაპტირებისთვის მაღალი შევსებული ნანო-სლიური, ნანო-გაძლიერებული პოლიმერული ნარევებისა და ნანოკომპოზიტების ოპტიმალური ფორმულირებისთვის.
ულტრაბგერითი ამპლიტუდის გარდა, წნევა არის კიდევ ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი პროცესის პარამეტრი. ამაღლებული წნევის პირობებში ძლიერდება ულტრაბგერითი კავიტაციის ინტენსივობა და მისი ათვლის ძალები. Hielscher-ის ულტრაბგერითი რეაქტორები შეიძლება იყოს ზეწოლა ამით მიღების გაძლიერებული sonication შედეგები.
პროცესის მონიტორინგი და მონაცემთა ჩაწერა მნიშვნელოვანია პროცესის უწყვეტი სტანდარტიზაციისა და პროდუქტის ხარისხისთვის. ულტრაბგერითი გენერატორთან მიბმული წნევისა და ტემპერატურის სენსორები მიდის ულტრაბგერითი დისპერსიის პროცესის მონიტორინგისა და კონტროლისთვის. დამუშავების ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრი, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (წმინდა + ჯამი), ტემპერატურა, წნევა და დრო ავტომატურად პროტოკოლდება და ინახება ჩაშენებულ SD ბარათზე. ავტომატურად ჩაწერილი პროცესის მონაცემებზე წვდომით, შეგიძლიათ გადახედოთ წინა სონიკაციის გაშვებას და შეაფასოთ პროცესის შედეგები.
კიდევ ერთი მოსახერხებელი ფუნქცია არის ჩვენი ციფრული ულტრაბგერითი სისტემების ბრაუზერის დისტანციური მართვა. ბრაუზერის დისტანციური მართვის საშუალებით შეგიძლიათ დაიწყოთ, შეაჩეროთ, დაარეგულიროთ და აკონტროლოთ თქვენი ულტრაბგერითი პროცესორი დისტანციურად ნებისმიერი ადგილიდან.
დაგვიკავშირდით ახლა, რომ გაიგოთ მეტი ჩვენი მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების შესახებ დაფქვისა და ნანო-დისპერსიებისთვის!
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: