ერთიანად დაარბია CNT- ები ულტრაბგერითი გზით
ნახშირბადის ნანოტუბების განსაკუთრებული ფუნქციონალების ათვისების მიზნით, ისინი ჰომოგენურად უნდა დაარბანონ.
ულტრაბგერითი დისპერსიები ყველაზე გავრცელებული საშუალებაა CNT- ების წყალხსნარში და გამხსნელზე დაფუძნებული შეჩერების განაწილებად.
ულტრაბგერითი დისპერსიული ტექნოლოგია ქმნის საკმარისად მაღალი სიმსუბუქის ენერგიას CNT- ების სრული გამოყოფის მისაღწევად მათ დაზიანების გარეშე.
ნახშირბადის ნანოუბების ულტრაბგერითი დაშლა
ნახშირბადის nanotubes (CNTs) აქვს ძალიან მაღალი ასპექტის თანაფარდობა და გამოირჩევა დაბალი სიმკვრივე, ასევე უზარმაზარი ზედაპირი (რამდენიმე ასეული მ 2 / გ), რაც მათ უნიკალურ თვისებებს აძლევს, როგორიცაა ძალიან მაღალი დაძაბულობის სიმტკიცე, სიმტკიცე და სიმკვრივე და ძალიან მაღალი ელექტრო და თერმული კონდუქტომეტრი. ვან der Waals ძალების გამო, რომლებიც ერთმანეთთან ერთად იზიდავენ ნახშირბადის ნანოტუბლებს (CNTs), CNT– ები ჩვეულებრივ აწყობენ ჩალიჩებსა და სკინებში. მიზიდულობის ეს ინტერმოლექტრული ძალები დაფუძნებულია π-ბონდის დასტის ფენომენს მიმდებარე ნანოტუბებს შორის, რომლებიც ცნობილია π-stacking. ნახშირორჟანგიდან სრული სარგებლის მისაღებად, ეს აგლომერატები უნდა დაიცვას და CNT– ები თანაბრად უნდა განაწილდეს ერთგვაროვან დისპერსიაში. ინტენსიური ულტრაბგერითი მოქმედება სითხეებში ახდენს აკუსტიკური კავიტაციას. ამით წარმოქმნილი ადგილობრივი მჭრელი სტრესი არღვევს CNT აგრეგატებს და ერთფეროვნად ანაწილებს მათ ერთგვაროვან შეჩერებაში. ულტრაბგერითი დისპერსიული ტექნოლოგია ქმნის საკმარისად მაღალი სიმსუბუქის ენერგიას CNT- ების სრული გამიჯვნის მისაღწევად, მათი დაზიანების გარეშე. მგრძნობიარე SWNT- ებზეც კი სონიკაცია წარმატებით გამოიყენება მათ ინდივიდუალურად განლაგების მიზნით. ულტრაბგერითი უბრალოდ აწვდის სტრესის საკმარის დონეს, SWNT აგრეგატების განცალკევების გარეშე, ინდივიდუალური ნანოტუბების დიდი მოტეხილობის გარეშე. (Huang, Terentjev 2012).
- ერთჯერადი გაფანტული CNT
- ერთგვაროვანი განაწილება
- დისპერსიის მაღალი ეფექტურობა
- მაღალი CNT დატვირთვა
- არ არის CNT- ის დეგრადაცია
- სწრაფი დამუშავება
- ზუსტი პროცესი კონტროლი
UIP2000hdT – 2kW ძლიერი ულტრაბგერითიზატორი CNT დისპერსიებისთვის
მაღალი დონის ულტრაბგერითი სისტემები CNT დისპერსიებისთვის
Hielscher ულტრაბგერითი აწარმოებს ძლიერი და საიმედო ულტრაბგერითი მოწყობილობა CNT- ების ეფექტურად დაშლისთვის. გჭირდებათ CNT– ის მცირე ნიმუშების მომზადება ანალიზისა და რ&D ან თქვენ უნდა აწარმოოთ დიდი ინდუსტრიული უამრავი ნაპერწკალი, Hielscher- ის პროდუქციის ასორტიმენტი გთავაზობთ ულტრაბგერითი იდეალურ სისტემას თქვენი მოთხოვნების შესაბამისად. აქედან 50W ულტრაბგერითი ლაბორატორიამდე 16 კვტ სამრეწველო ულტრაბგერითი ერთეული კომერციული წარმოებისთვის, თქვენ დაფარეთ Hielscher Ultrasonics.
მაღალხარისხიანი ნახშირბადის ნანოტუბის დისპერსიის წარმოქმნის მიზნით, პროცესის პარამეტრების კარგად კონტროლირებადი. ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა და შენარჩუნების დრო ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრია თანაბრად CNT განაწილებისთვის. Hielscher– ის ულტრაბგერითი საშუალებები არა მხოლოდ თითოეული პარამეტრის ზუსტი კონტროლის საშუალებას იძლევა, არამედ ყველა პროცესის პარამეტრი ავტომატურად ჩაწერილია Hielscher– ის ციფრული ულტრაბგერითი სისტემების ინტეგრირებულ SD ბარათზე. თითოეული სონიკაციის პროცესის ოქმი ხელს უწყობს რეპროდუქციული შედეგების და თანმიმდევრული ხარისხის უზრუნველყოფას. დისტანციური ბრაუზერის კონტროლის საშუალებით, მომხმარებელს შეუძლია ოპერაცია და აკონტროლოს ულტრაბგერითი მოწყობილობა ულტრაბგერითი სისტემის ადგილზე ყოფნის გარეშე.
ვინაიდან ერთსაფეხურიანი ნახშირორჟანგი (SWNTs) და მრავალ კედელიანი ნახშირბადის ნანოტუბები (MWNTs), აგრეთვე შერჩეული წყალხსნარი ან გამხსნელი საშუალო საჭიროებს გადამუშავების სპეციფიკურ ინტენსივობას, ულტრაბგერითი ამპლიტუდა არის მთავარი ფაქტორი, როდესაც საქმე ეხება საბოლოო პროდუქტს. Hielscher ულტრაბგერითი’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორებს შეუძლიათ გადმოგცეთ ძალიან მაღალი, ასევე ძალიან რბილი ამპლიტუდა. შექმენით იდეალური ამპლიტუდა თქვენი პროცესის მოთხოვნებისთვის. 200 მმ-მდე ამპლიტუდაც კი მარტივად შეიძლება მუდმივად მიმდინარეობდეს 24/7 ოპერაციაში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის, შესაძლებელია ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი სონოროდების გამოყენება. Hielscher- ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაცია განხორციელდეს მძიმე მოვალეობის შესრულებისას და მოთხოვნადი გარემოში.
ჩვენი მომხმარებლები კმაყოფილნი არიან Hielscher Ultrasonic- ის სისტემების განსაკუთრებული სიმტკიცით და სანდოობით. მძიმე მოვალეობის შემსრულებლების სფეროებში დაყენება, მოთხოვნადი გარემო და 24/7 ოპერაცია უზრუნველყოფს ეფექტურ და ეკონომიურ დამუშავებას. ულტრაბგერითი პროცესის ინტენსიფიკაცია ამცირებს დამუშავების დროს და უკეთეს შედეგს მიაღწევს, ანუ უფრო მაღალ ხარისხზე, უფრო მაღალ მოსავალზე, ინოვაციურ პროდუქტებზე.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 05 დან 1.5 მლ | na | VialTweeter |
| 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!
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი პროცესორები ლაბორატორიიდან საპილოტო და სამრეწველო მასშტაბებით.
ლიტერატურა / ცნობები
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
ფაქტები Worth Knowing
ნახშირბადის ნანოუბნები
ნახშირბადის nanotubes (CNTs) არის ცალკეული განზომილებიანი ნახშირბადის მასალების სპეციალური კლასის ნაწილი, რომელიც გამოირჩევა განსაკუთრებული მექანიკური, ელექტრო, თერმული და ოპტიკური თვისებებით. ისინი ძირითადი კომპონენტია, რომელიც გამოიყენება მოწინავე ნანომასალების შემუშავებაში და წარმოებაში, როგორებიცაა ნანო კომპოზიტები, რკინა პოლიმერები და ა.შ., ამიტომ ისინი იყენებენ თანამედროვე ტექნოლოგიებში. CNT- ები გამოავლენენ ძალზე მაღალი დაძაბულობის სიმძლავრეს, თერმული გადაცემის უპირატესობებს, დაბალი სიჩქარის ხარვეზებს და ქიმიური და ფიზიკური ოპტიმალური სტაბილურობას, რაც ნანოტუბებს წარმოადგენს პერსპექტიული დანამატი მრავალფუნქციური მასალებისთვის.
მათი სტრუქტურიდან გამომდინარე, CNTS გამოირჩევა ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის nanotubes (SWNTs), ორმაგი კედლის ნახშირბადის nanotubes (DWCNTs) და მრავალ კედლის ნახშირბადის nanotubes (MWNTs).
SWNT არის ღრუ, გრძელი ცილინდრული მილები, რომლებიც მზადდება ერთი ატომისგან ნახშირბადის კედლისგან. ნახშირბადის ატომური ფურცელი მოწყობილია თაფლის საყურეში. ხშირად, ისინი კონცეპტუალურად ადარებენ ერთსაფეხურიანი გრაფიტის ან გრაფენის ნაგლინი ფურცლებს.
DWCNT- ები შედგება ორი ერთსაფეხურიანი ნანოტუბისაგან, რომელთაგან ერთი მდებარეობს მეორეში.
MWNTs არის CNT ფორმა, სადაც მრავალჯერადი ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბები ერთმანეთის შიგნით ბუდეს. ვინაიდან მათი დიამეტრი 3–30 ნმ – მდეა და რადგან ისინი შეიძლება გაიზარდოს რამდენიმე სმ სიგრძით, მათი ასპექტის კოეფიციენტი შეიძლება განსხვავდებოდეს 10 – დან ათ მილიონამდე. ნახშირბადის ნანოფარბლებთან შედარებით, MWNT- ს აქვს განსხვავებული კედლის სტრუქტურა, უფრო მცირე ზომის გარე დიამეტრი და ღრუ ინტერიერი. ინდუსტრიულად ხელმისაწვდომი MWNT- ის ტიპის ტიპაჟებისთვის გამოიყენება მაგალითად Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 და FutureCarbon CNT-MW.
CNT- ების სინთეზიCNT- ების წარმოება შესაძლებელია პლაზმური დაფუძნებული სინთეზის მეთოდით ან რკალის გამონადენის აორთქლების მეთოდით, ლაზერული აბლაციის მეთოდით, თერმული სინთეზის პროცესით, ქიმიური ორთქლის დეპონირებით (CVD) ან პლაზმურით გაძლიერებული ქიმიური ორთქლის დეპონირებით.
CNT- ების ფუნქციონალიზაცია: ნახშირბადის ნანოტუბების მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად და ამით მათ უფრო შესაფერისი სპეციფიკური პროგრამისთვის, CNT- ები ხშირად ფუნქციონირებენ, მაგ., კარბოქსილის მჟავას (-COOH) ან ჰიდროქსილის (-OH) ჯგუფების დამატება.
CNT დაშლის დანამატები
რამდენიმე გამხსნელი, როგორიცაა სუპერ მჟავები, იონური სითხეები და N- ციკლოჰექსილ-2-პეროლიდნონი, შეუძლიათ მოამზადონ CNT- ების შედარებით მაღალი კონცენტრაციის დისპერსიები, ხოლო ყველაზე გავრცელებული გამხსნელები ნანოტუბებისთვის, მაგალითად, N-methyl-2-pirrolidone (NMP) ), დიმეთილფორმამიდს (DMF) და 1,2-დიქროლბენზენს შეუძლია დაძლიოს ნანოტუბები მხოლოდ ძალიან დაბალ კონცენტრაციებზე (მაგ., ჩვეულებრივ <0ერთსართულიანი CNT- ების 0,02%%). დისპერსიის ყველაზე გავრცელებული აგენტებია პოლივინილპიროპოლიდონი (PVP), ნატრიუმის დოდეცილ ბენზენის სულფონატი (SDBS), ტრიტონი 100, ან ნატრიუმის დოდეცილის სულფონატი (SDS).
Cresols არის სამრეწველო ქიმიკატების ჯგუფი, რომელთაც შეუძლიათ CNT- ების დამუშავება კონცენტრაციამდე ათეულამდე წონის პროცენტამდე, რის შედეგადაც ხდება განზავებული დისპერსიებიდან, სქელი პასტებიდან და გელიდან თავისუფალი გელით მუდმივი გადასვლა უპრეცედენტო playdough– ის მსგავსი მდგომარეობამდე, რადგან იზრდება CNT– ის დატვირთვა. . ამ სახელმწიფოებში გამოფენილია პოლიმერული მსგავსი რევოლოგიური და viscoelastic თვისებები, რომლებიც ვერ მიიღწევა სხვა საერთო გამხსნელებთან, რაც მიგვითითებს იმაზე, რომ ნანოტუბები მართლაც განაწილებულია და წვრილად იფანტება ცარცლებში. Cresols შეიძლება ამოღებულ იქნას დამუშავების შემდეგ გათბობის ან სარეცხი საშუალებით, CNTs- ის ზედაპირის შეცვლის გარეშე. [Chiou et al. 2018]
CNT დისპერსიების პროგრამები
CNT- ს სარგებლის გამოყენებისთვის, ისინი უნდა გაიფანტოთ თხევადში, როგორიცაა პოლიმერები, თანაბრად დაარბია CNT- ები, გამოიყენება გამტარ პლასტმასის, თხევადკრისტალური დისპლეების, ორგანული შუქის გამოსხივების დიოდების, სენსორული ეკრანების, მოქნილი ეკრანების, მზის უჯრედების წარმოებისთვის. გამტარ მელანი, სტატიკური კონტროლის მასალები, მათ შორის ფილმები, ქაფი, ბოჭკოები და ქსოვილები, პოლიმერული საიზოლაციო მასალები და ადჰეზივები, მაღალი ხარისხის პოლიმერული კომპოზიციები განსაკუთრებული მექანიკური სიმტკიცით და სიმტკიცეთ, პოლიმერული / CNT კომპოზიციური ბოჭკოებით, აგრეთვე მსუბუქი და ანტისტატიკური მასალები.