나노유체를 만드는 방법

나노 유체는 나노 입자를 포함하는 기본 유체로 구성된 엔지니어링 유체입니다. 나노유체의 합성을 위해서는 높은 수준의 균일한 분산을 보장하기 위해 효과적이고 신뢰할 수 있는 균질화 및 탈응집 기술이 필요합니다. 초음파 분산기는 우수한 특성을 가진 나노 유체를 생산하는 우수한 기술입니다. 초음파 분산은 효율성, 속도, 단순성, 신뢰성 및 사용자 친화성에서 탁월합니다.

나노유체란 무엇입니까?

나노 유체는 일반적으로 나노 입자라고 하는 나노 크기의 입자(≺100nm)를 포함하는 유체입니다. 나노 유체에 사용되는 나노 입자는 일반적으로 금속, 산화물, 탄화물 또는 탄소 나노 튜브로 만들어집니다. 이러한 나노 입자는 엔지니어링 된 콜로이드 현탁액, 즉 나노 유체를 얻기 위해 기저 유체 (예 : 물, 기름 등)로 분산됩니다. 나노 유체는 기유체의 재료 특성에 비해 열전도율, 열확산율, 점도 및 대류 열 전달 계수와 같은 향상된 열물리적 특성을 나타냅니다.
나노 유체의 일반적인 응용 분야는 냉각수 또는 냉매로 사용하는 것입니다. 기존 냉각제(예: 물, 오일, 에틸렌 글리콜, 폴리알파올레핀 등)에 나노 입자를 첨가하면 기존 냉각제의 열적 특성이 향상됩니다.

• 냉각/열전달 액체
• 윤 활 유
• 생물 의학 응용

초음파 균질화기로 나노 유체 만들기

나노 유체의 미세 구조는 가장 적합한 균질화 기술 및 처리 매개 변수의 적용에 의해 영향을 받고 조작 될 수 있습니다. 초음파 분산은 나노유체 준비를 위한 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 기술로 입증되었습니다. 초음파 분산기는 연구 및 산업에서 높은 균일 성과 좁은 입자 크기 분포로 나노 입자를 합성, 밀링, 분산 및 균질화하는 데 사용됩니다. 나노유체 합성을 위한 공정 매개변수에는 초음파 에너지 입력, 초음파 진폭, 온도, 압력 및 산도가 포함됩니다. 또한, 반응물과 첨가제의 유형과 농도, 첨가제가 용액에 첨가되는 순서는 중요한 요소입니다.
나노 유체의 특성이 나노 물질의 구조와 모양에 크게 의존한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러므로, nanofluids의 지배할 수 있는 microstructures를 얻는 것은 nanofluids의 기능 그리고 질에 기여하는 주요 요인입니다. 진폭, 압력, 온도 및 에너지 입력 (Ws / mL)과 같은 최적화 된 초음파 매개 변수를 사용하는 것이 안정적이고 균일 한 고품질 나노 유체를 생산하는 열쇠입니다. 초음파는 입자를 단일 분산 된 나노 입자로 응집시키고 분산시키는 데 성공적으로 적용 할 수 있습니다. 입자 크기가 작을수록 브라운 운동(브라운 속도)과 입자-입자 상호 작용이 증가하여 더 안정적인 나노유체가 생성됩니다. Hielscher 초음파를 사용하면 모든 중요한 처리 매개 변수를 정밀하게 제어 할 수 있으며 높은 진폭 (24/7/365)에서 지속적으로 실행할 수 있으며 모든 초음파 처리를 쉽게 평가할 수 있도록 자동 데이터 프로토콜이 함께 제공됩니다.

초음파 분산 나노 크기의 실리카

초음파 처리는 나노 유체의 안정성을 향상 시켰습니다.

나노 유체의 경우, 나노 입자의 응집은 마이크로 채널의 정착 및 막힘뿐만 아니라 나노 유체의 열전도율을 감소시킵니다. 초음파 응집 제거 및 분산은 재료 과학 및 산업에 널리 적용됩니다. 초음파 처리는 균일 한 나노 입자 분포와 뛰어난 안정성으로 안정적인 나노 분산액을 제조하는 입증 된 기술입니다. 따라서 Hielscher 초음파 분산기는 나노 유체 생산과 관련하여 선호되는 기술입니다.

연구에서 초음파로 생산된 나노유체

연구는 나노 유체의 특성에 대한 초음파 및 초음파 매개 변수의 효과를 조사했습니다. 초음파 나노유체 제조에 대한 과학적 연구 결과에 대해 자세히 알아보십시오.

Al2O3 나노 유체 제조에 대한 초음파 효과

Noroozi et al. (2014)는 "입자 농도가 높을수록 초음파 처리로 인한 나노 유체의 열 확산도가 더 크게 향상됨"을 발견했습니다. 또한, 더 큰 안정성과 열 확산율의 향상은 측정 전에 더 높은 출력의 프로브 초음파 발생기로 나노 유체를 초음파 처리함으로써 얻어졌습니다." 열확산율 향상은 더 작은 크기의 NP에서 더 컸습니다. 이는 입자가 작을수록 유효 표면적 대 부피 비율이 더 높기 때문입니다. 따라서, 더 작은 입자는 안정적인 나노 유체를 형성하는 데 도움이되었으며 초음파 프로브를 사용한 초음파 처리는 열 확산도에 상당한 영향을 미쳤습니다. (Noroozi 외. 2014)

Al2O3 물 나노 유체의 초음파 생산을위한 단계별 지침

먼저 디지털 전자 저울로 Al2O3 나노 입자의 질량을 측정합니다. 그런 다음 Al2O3 나노 입자를 계량 된 증류수에 점차적으로 넣고 Al2O3- 물 혼합물을 교반합니다. 초음파 프로브 형 장치 UP400S (400W, 24kHz, 그림 왼쪽 참조)로 혼합물을 1 시간 동안 연속적으로 초음파 처리하여 증류수에서 나노 입자의 균일 한 분산을 생성합니다. 나노 유체는 다른 분획 (0.1 %, 0.5 % 및 1 %)으로 제조 할 수 있습니다. 계면활성제나 pH 변화가 필요하지 않습니다. (이스파하니 외, 2013)

초음파로 튜닝 된 수성 ZnO 나노 유체

Elcioglu et al. (2021)은 과학 연구에서 "초음파는 기본 유체에서 나노 입자의 적절한 분산과 안정성뿐만 아니라 실제 응용 분야를위한 최적의 특성을 위한 필수 프로세스"라고 말합니다. 그들은 초음파기 UP200Ht를 사용하여 ZnO / 물 나노 유체를 생산했습니다. 초음파 처리는 수성 ZnO 나노 유체의 표면 장력에 명확한 영향을 미쳤습니다. 연구원 발견은 표면 장력, 나노 필름 형성 및 모든 나노 유체의 기타 관련 기능이 적절한 초음파 처리 조건에서 조정되고 조정될 수 있다는 결론을 내립니다.

나노유체 생산을 위한 초음파 균질화기

Hielscher 초음파는 모든 종류의 균질화 및 응집 제거 응용 분야를위한 고성능 초음파 분산기를 설계, 제조 및 유통합니다. 나노 유체의 생산에 관해서는 정확한 초음파 제어 및 나노 입자 현탁액의 신뢰할 수있는 초음파 처리가 중요합니다.
Hielscher 초음파의 프로세서는 에너지 입력, 초음파 강도, 진폭, 압력, 온도 및 머무름 시간과 같은 모든 중요한 처리 매개 변수를 완벽하게 제어 할 수 있습니다. 이를 통해 파라미터를 최적화된 조건으로 조정할 수 있으며, 이는 결과적으로 고품질 나노유체로 이어집니다.

• 모든 볼륨/용량의 경우: Hielscher는 초음파와 광범위한 액세서리 포트폴리오를 제공합니다. 이를 통해 응용 분야와 생산 능력에 이상적인 초음파 시스템을 구성 할 수 있습니다. 밀리리터의 작은 바이알에서 시간당 수천 갤런의 대용량 스트림에 이르기까지 Hielscher는 공정에 적합한 초음파 솔루션을 제공합니다.
• 견고성: 당사의 초음파 시스템은 견고하고 신뢰할 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파는 24 / 7 / 365 작동을 위해 제작되었으며 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다.
• 사용자 친화성: 우리의 초음파 장치의 정교한 소프트웨어를 사용하면 간단하고 신뢰할 수있는 초음파 처리를 위해 초음파 처리 설정을 미리 선택하고 저장할 수 있습니다. 직관적인 메뉴는 디지털 컬러 터치 디스플레이를 통해 쉽게 액세스할 수 있습니다. 원격 브라우저 제어를 사용하면 모든 인터넷 브라우저를 통해 작동 및 모니터링할 수 있습니다. 자동 데이터 기록은 내장 SD 카드에서 실행되는 모든 초음파 처리의 프로세스 매개 변수를 저장합니다.

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.