ულტრაბგერითი ნანო-სტრუქტურული წარმოება Porous ლითონების შესაქმნელად

Sonochemistry ნანო მასალების საინჟინრო და ფუნქციონალიზაციისათვის ძალიან ეფექტური ინსტრუმენტია. მეტალურგიაში, ულტრაბგერითი დასხივება ხელს უწყობს ფოროვანი ლითონების ფორმირებას. დორის დარია ანდრივას კვლევის ჯგუფმა შეიმუშავა ეფექტურობისა და ეფექტური ეფექტური ულტრაბგერითი დახმარების პროცედურა, რათა წარმოადგინოს მეზოპოლური ლითონები.

ფოროვანი ლითონების მოზიდვა მრავალფეროვანი ტექნოლოგიური ფილიალების მაღალი ინტერესიდან გამომდინარე მათი გამოჩენილი მახასიათებლების გამო, როგორიცაა მათი კოროზიის მდგრადობა, მექანიკური ძალა და შესაძლებლობები მაღალი ტემპერატურის გაუძნელებლად. ეს თვისებები ეფუძნება ნანოსტრუქტურირებულ ზედაპირებს პორებს, რომელთა დიამეტრით მხოლოდ რამდენიმე ნანომეტრია. მენოპური ნივთიერებები ხასიათდება 2-დან 50 ნმ-მდე ზომით, ხოლო მიკროპროდუქტის მასა 2-ზე ნაკლებია. საერთაშორისო კვლევითი გუნდი, მათ შორის ბირეუტის უნივერსიტეტის დოქტორ დარია ანდრივა (ფიზიკური ქიმიის II კათედრის) წარმატებით განვითარდა მძიმე-მოვალეობა და ხარჯების ეფექტური ულტრაბგერითი პროცედურა ისეთი მეტალის სტრუქტურების დიზაინსა და წარმოებაში.

ამ პროცესში ლითონები მკურნალობენ წყალხსნარში ისე, რომ გარკვეულ ნანომეტრთა ღრუებს წარმოადგენენ ზუსტად განსაზღვრულ ხარვეზებში. ამ არასტანდარტული სტრუქტურებისათვის უკვე არსებობს ინოვაციური განაცხადების ფართო სპექტრი, მათ შორის საჰაერო საწმენდი, ენერგეტიკული შენახვის ან სამედიცინო ტექნოლოგია. განსაკუთრებით პერსპექტიული არის ფოროვანი ლითონების გამოყენება ნანოკოპოსიტებით. ეს არის ახალი კომპოზიციური მასალის ახალი კლასი, რომელშიც ძალიან კარგად მატრიცა სტრუქტურა ივსება ნაწილაკებით, რომელთა ზომა 20 ნონმეტრია.

UIP1000hd არის ძლიერი ულტრაბგერითი მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება მასალების საინჟინრო, ნანო სტრუქტურული და ნაწილაკების მოდიფიკაციისთვის. (დააჭირეთ გასადიდებლად!)

დოქტორი ანდრივა გვიჩვენებს, რომ მყარი ნაწილაკების sonication პროცედურა წყალმზომის შეჩერების გამოყენებით UIP1000hd ულტრაბგერითი (20 kHz, 1000W). სურათი ჩ. უაილლერი

ახალი მეთოდი იყენებს ულტრაბგერითი გენერირებული ბუშტის ფორმირების პროცესს, რომელსაც ფიზიკაზე კვოტირება უწოდა (ლატვიიდან. “cavus” = “ღრუ”). ზღვაზე, ეს პროცესი შიშის გამო დიდი ზიანი მიაყენა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს პროპელერები და ტურბინები. ძალიან მაღალი სიჩქარით სიჩქარით, ორთქლის ბუშტები წყლის ქვეშ. მოკლე პერიოდის შემდეგ ძალიან მაღალი წნევის ქვეშ ბუშტები დაიშლება შინაგანად, რითაც დეფორმირდება მეტალის ზედაპირებზე. პროცესი cavitation შეიძლება ასევე გენერირებული ულტრაბგერითი გამოყენებით. ულტრაბგერითი შედგება შეკუმშული ტალღების სიხშირეებთან აუდიული დიაპაზონის ზემოთ (20 კგჰზი) და ქმნის ვაკუუმ ბუშტებს წყალსა და წყალხსნარებში. ტემპერატურა რამდენიმე ათასი გრადუსზეა და 1000 ბარამდე უკიდურესად მაღალი წნევა წარმოიქმნება, როდესაც ეს ბუშტები იფუნქციონირებს.

ულტრაბგერითი მოწყობილობა UIP1000hd იქნა გამოყენებული უაღრესად ფოროვანი ლითონების ნანოსტრაქტურაში. (დააჭირეთ გასადიდებლად!)

ლითონის ნაწილაკების მოდიფიცირებაზე აკუსტიკური კვატაციის შედეგების სქემატური პრეზენტაცია.
სურათის დოქტორი დ. ანდრივა

სქემის ზემოთ გვიჩვენებს ეფექტი აკუსტიკური cavitation on მოდიფიკაცია ლითონის ნაწილაკების. ლითონის დაბალი დნობის წერტილი (დეპუტატი), როგორც თუთია (Zn) სრულიად ჟანგვითი; ლითონის მაღალი დნობის წერტილი, როგორიცაა ნიკელი (Ni) და ტიტანის (Ti) გამოფენებში ზედაპირის მოდიფიკაცია ქვეშ sonication. ალუმინის (ალ) და მაგნიუმი (მგ) ფორმირდება მეზოფურული სტრუქტურები. ნობელის ლითონები მდგრადია ულტრაბგერითი დასხივების გამო, მათი სტაბილურობით დაჟანგვის გამო. ლითონის დნობის წერტილები განისაზღვრება კელვინვის (K) ხარისხში.

ამ პროცესის ზუსტი კონტროლი შეიძლება გამოიწვიოს ლითონების მიზანმიმართული ნანოსტრუქტურა, რომელიც შეწყდა წყალხსნარში - მოცემული გარკვეული ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლებით. ლითონებისთვის რეაგირება ძალიან განსხვავდება მაშინ, როცა დოქტორი დარია ანდრივა თავის კოლეგებთან ერთად გოლმში, ბერლინსა და მინსკში გამოჩნდა. ლითონებში მაღალი რეაქტიურობით, როგორიცაა თუთია, ალუმინის და მაგნიუმი, მატრიქსის სტრუქტურა თანდათან ჩამოყალიბდა, სტაბილიზირებულია ოქსიდის საფარით. ეს იწვევს ფოროვან ლითონებში, რომელიც შეიძლება შემდგომ დამუშავებული იყოს კომპოზიტური მასალებით. ძვირფასი ლითონები, როგორიცაა ოქრო, პლატინა, ვერცხლი და პალადიუმი, თუმცა განსხვავებულად იქცევიან. მათი დაბალი დაჟანგვის ტენდენციის გათვალისწინებით, ისინი წინააღმდეგობას გაუწევენ ულტრაბგერითი მკურნალობას და ინარჩუნებენ თავდაპირველ სტრუქტურებსა და თვისებებს.

მიერ sonication, polyelectrolyte საფარი შეიძლება ჩამოყალიბდეს, რომ იცავს კოროზიის. (დააჭირეთ გასადიდებლად!)

ალუმინის შენადნობების ულტრაბგერითი დაცვა კოროზიისგან. [Skorb et al. 2011]

სურათზე მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს, რომ ულტრაბგერითი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ალუმინის შენადნობების დაცვაზე კოროზიისგან. მარცხნივ: მაღალ კოროზიულ ხსნარში ალუმინის შენადნობის ფოტოსურათი, ზედაპირის ელექტრომიკროსკოპული გამოსახულების ქვედანაყოფის ქვემოთ, რომელზეც - sonication - ჩამოყალიბდა polyelectolyte საფარი. ეს საფარი გთავაზობთ დაცვის კოროზიისგან 21 დღის განმავლობაში. მარჯვნივ: იგივე ალუმინის დისკები გარეშე გამოვლენილი sonication. ზედაპირი მთლიანად დაზიანებულია.

ის ფაქტი, რომ სხვადასხვა ლითონები რეაქციაში დრამატულად განსხვავებულად გამოსაყენებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნეს მასალის მეცნიერების ინოვაციებისთვის. შენადნობები შეიძლება მოაქციოს ნანოკონპოზიციებს, სადაც უფრო სტაბილური მასალების ნაწილაკები ნაკლებად სტაბილური ლითონის ფოროვანი მატრიცაშია მოთავსებული. ამდენად, ძალიან დიდი ზედაპირული ტერიტორიები წარმოიქმნება ძალიან შეზღუდულ სივრცეში, რაც საშუალებას მისცემს ამ ნანოკომპოზიტებს გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორი. ისინი გავლენას ახდენენ განსაკუთრებით სწრაფი და ეფექტური ქიმიური რეაქციები.

სამეცნიერო კვლევის შედეგებს წვლილი შეიტანეს დოქტორ დარია ანდრივასთან ერთად, მკვლევარებმა პროფესორი ანდრეას ფაერი, დოქტორი ნიკოლა პაზოს-პერესი და ჯანა შაფერასები, ასევე ფიზიკური ქიმიის II კათედრის დეპარტამენტი. მათ კოლეგებთან ერთად კოლაიდების და ინტერფეისების გოლმში, ჰელმჰოლცზ-ზენტრუმ ბერლინის ფრი მატერიენ ენ ენ ენერჯი ჯიბ.ჰ.სა და მინსკში ბელარუსის სახელმწიფო უნივერსიტეტში, მათ გამოაქვეყნეს ჟურნალი “ნანოსკალი”.

Hielscher's ultrasonicator UIP1000hd was successfully used for the formation of mesoporous metals. (Click to enlarge!)

ულტრაბგერითი პროცესორი UIP1000hd ლითონების ნანო-სტრუქტურებისთვის

დაგვიკავშირდით / მოითხოვეთ მეტი ინფორმაცია

გველაპარაკებიან თქვენი დამუშავების მოთხოვნებს. ჩვენ გირჩევთ შესაფერისი კონფიგურაცია და დამუშავების პარამეტრების თქვენი პროექტი.





გთხოვთ გაითვალისწინოთ ჩვენი კონფიდენციალურობის პოლიტიკა.


მითითება:

  • სკორაბი, ეკატერინა ვ .; ფიქსი, დიმიტრი; შჩუკი, დიმიტრი გ .; მოჰვოლდი, ჰელმუტი; სვირიდოვი, დიმიტრი ვ .; მუსი, რამმი; ვანდერკა, ნელია; შტეფანანები, ჯანა; პაზო-პერესი, ნიკოლასი; საცხობი, ანდრეა; ანდრივა, დარია ვ. (2011): რკინის ღრუბლების სოკოქიმიური ფორმირება. ნანოსკალი – წინასწარი პირველი 3/3, 2011. 985-993.
  • ვალსლერი, ქრისტიანი (2011): მაღალკვალიფიციური ნანოსტრუქტური ულტრაბგერითი მეთოდით: ახალი პროცედურა ფოროვან ლითონებს წარმოქმნის. Blick დიუმი Forschung. Mitteilungen der Universität Bayreuth 05, 2011.

დამატებითი სამეცნიერო ინფორმაციის მისაღებად მიმართეთ: დორა დარია ანდრივა, ფიზიკური ქიმიის კათედრა II ბალეუტის უნივერსიტეტი, 95440 ბაირუთი, გერმანია – ტელეფონი: +49 (0) 921 / 55-2750
ელფოსტა: daria.andreeva@uni-bayreuth.de



ფაქტები Worth Knowing

ულტრაბგერითი ქსოვილის ჰომოგენზატორები ხშირად მოიხსენიებენ როგორც გამოძიების აპარატი, sonic lyser, ულტრაბგერითი disruptor, ულტრაბგერითი grinder, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, საკანში disrupter, ულტრაბგერითი disperser ან dissolver. სხვადასხვა პირობები იწვევს სხვადასხვა პროგრამებს, რომლებიც შეიძლება შესრულდეს sonication.