고전력 초음파는 입자응고를 효율적이고 안정적으로 분해하고 기본 입자를 분해할 수 있습니다. 고성능 분산 성능으로 인해 프로브 형 초음파 는 균일한 나노 입자 현탁액을 만드는 데 바람직한 방법으로 사용됩니다.

초음파에 의한 신뢰할 수 있는 나노 입자 분산

많은 산업에서는 나노입자가 적재되는 서스펜션의 준비를 요구합니다. 나노 입자는 입자 크기가 100nm 미만인 고체입니다. 미세한 입자 크기로 인해 나노 입자는 뛰어난 강도, 경도, 광학 기능, 연성, UV 저항, 전도도, 전기 및 전자기 (EM) 특성, 부식 방지, 스크래치 저항 및 기타 특별한 특성과 같은 독특한 특성을 표현합니다.
고강도 저주파 초음파는 전단력, 매우 높은 압력 및 온도 차동 및 난기류와 같은 극한의 조건을 특징으로하는 강렬한 음향 캐비테이션을 생성합니다. 이러한 캐비테이션 힘은 입자간 충돌을 유발하고 결과적으로 입자가 산산조각날 수 있습니다. 따라서 입자 크기 곡선이 좁고 균일한 분포를 가진 나노 구조화 된 재료가 얻어진다.
초음파 분산 장비는 점도가 낮고 물과 유기 용매의 모든 종류의 나노 물질을 치료하는 데 적합합니다.

탄소 나노튜브의 초음파 분산

초음파 분산기는 탄소 나노 튜브 (CNT)를 분산시키기위한 목적으로 널리 사용됩니다. 초음파 처리는 단일 벽탄소 나노튜브(SWCNT)뿐만 아니라 다중 벽으로 된 탄소 나노튜브(MWCNT)를 분리하고 분산하는 신뢰할 수 있는 방법입니다. 예를 들어, 고전도성 열가소성 폴리머를 생산하기 위해 고순도(> 95%) 나노실® 3100(MWCNT, 외경 9.5nm, 순도 95+%)은 실온에서 30분 동안 Hielscher UP200S로 초음파 분산되어 있다. 에폭시 수지에서 1%w/w의 농도로 나노실® 3100 MWCT의 초음질 분산 된 나노실은 약 1.5 × 10-2 S/m의 우수한 전도도를 보였다.

니켈 나노 입자의 초음파 분산

니켈 나노 입자는 초음파-아사이트 수드라진 감소 합성을 통해 성공적으로 생성될 수 있다. 수드라진 감소 합성 경로는 tp가 수드라진을 가진 니켈 염화물의 화학적 감소에 의해 구형 모양으로 순수한 금속 니켈 나노 입자를 준비할 수 있게 합니다. Adám의 연구 그룹은 초음파가 있음을 입증했습니다. – 이용하여 Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – 적용된 온도와 독립적으로 평균 1차 결정성 크기(7-8nm)를 유지할 수 있었고, 강렬하고 짧은 초음파 처리 기간을 사용하면 계면활성제가 없는 경우 710nm에서 190nm로 응집된 입자의 솔보다동성 직경을 감소시킬 수 있었다. 가장 높은 산도 및 촉매 활성은 온화한 (30 W 출력 전력) 및 연속 초음파 처리에 의해 제조 된 나노 입자에 대해 측정되었다. 나노입자의 촉매작용은 종래의 5개 시료와 초음파 방식으로 제조된 5개 시료에 대한 스즈키-미야우라 교차 커플링 반응에서 시험되었다. 초음파 처리된 촉매는 일반적으로 더 잘 수행되었으며, 가장 높은 촉매 활성은 저전력(30W) 연속 초음파 처리하에 제조된 나노입자를 통해 측정하였다.
초음파 치료는 나노 입자의 응집 경향에 중요한 영향을 미쳤습니다 : 활발한 질량 전달과 함께 파괴 된 캐비테이션 공의 조각 모음 영향은 격렬한 질량 전달과 함께 파괴 된 캐비테이션 공극의 매력적인 정전기를 극복 할 수 입자 사이의 매력적인 정전기 및 반 데르 발스 힘을 극복 할 수 있습니다.
(2020년 도)

울라소인나노입자의 초음파 합성

울라스테노이트(Wollastonite)는 화학포뮬러인 CaSiO3 Wollastonite가 건설 산업에서 시멘트, 유리, 벽돌 및 타일의 생산을 위한 성분으로 널리 사용되고 있으며, 강철 주조의 플럭스뿐만 아니라 코팅 및 페인트 제조에 첨가제로서 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 울라토논은 보강, 경화, 낮은 오일 흡수 및 기타 개선을 제공합니다. 울라스토마이트의 우수한 보강 특성을 얻기 위해서는 나노 스케일 디글로메션 및 균일한 분산이 필수적입니다.
도르데인과 도루드만드(2021)는 연구에서 초음파 분산이 울라스테온 나노 입자의 크기와 형태를 크게 부드러우는 매우 중요한 요소임을 입증했습니다. 울라스토니트 나노 분산에 대한 초음파 처리의 기여를 평가하기 위해 연구팀은 고출력 초음파의 적용 없이 울라스토니트 나노 입자를 합성했습니다. 그들의 초음파 처리 시험을 위해, 연구원은 초음파 프로세서 UP200H (Hielscher 초음파) 45.0 분 동안 24 kHz의 주파수. 초음파 나노 분산의 결과는 아래고해상도 SEM에 표시됩니다. SEM 이미지는 초음파 처리 전에 울라스테네이트 샘플이 응집되고 집계된다는 것을 명확하게 보여줍니다; UP200H 초음파 처리 후 울라스테온 입자의 평균 크기는 약 10nm이다. 이 연구는 초음파 분산이 울라스토니트 나노 입자를 합성하는 신뢰할 수 있고 효율적인 기술임을 보여줍니다. 평균 나노 입자 크기는 초음파 처리 파라미터를 조정하여 제어 할 수 있습니다.
(2021년 도다인과 도루드만드)

초음파 를 이용한 초음파 전및 (B)의 울라토인 나노 입자(A)의 SEM 이미지는 초음파 프로세서 UP200H 45.0분 동안.
연구 와 사진: ©도르데인과 도루드만드, 2021.

초음파 나노 필러 분산

초음파 처리는 액체 및 슬러리,예를 들어 폴리머, 에폭시 수지, 경화기, 열가소성 등에서 나노 필러를 분산하고 분해하는 다목적 방법입니다. 따라서, sonification은 R에서 고효율 분산 방법으로 널리 사용됩니다.&D 및 산업 생산.
Zanghellini 외.(2021)는 에폭시 수지에서 나노 필러에 대한 초음파 분산 기술을 조사하였다. 그는 초음파 처리가 중합체 매트릭스에 나노 필러의 작고 높은 농도를 분산 할 수 있었다는 것을 입증 할 수 있었다.
다양한 제제를 비교하면, 0.5 wt% 산화 된 CNT는 모든 초음파 처리 된 샘플의 최상의 결과를 보여주었으며, 3 개의 롤 밀 생산 샘플에 필적 하는 범위에서 대부분의 응집체의 크기 분포를 드러내고, 경화에 좋은 바인딩, 분산 내의 퍼콜링 네트워크의 형성, 이는 sediation및 따라서 적절한 기간에 대한 안정성을 가리킵니다. 필러 금액이 높을수록 비슷한 양상을 보였지만, 더 뚜렷한 내부 네트워크뿐만 아니라 다소 큰 응집제의 형성도 있었습니다. 심지어 탄소 나노 섬유 (CNF) 초음파 처리를 통해 성공적으로 분산 될 수있다. 추가 용매없이 경화기 시스템에서 나노 필러의 직접 미국 분산이 성공적으로 달성되었으며, 따라서 산업 용의 잠재력을 가진 간단하고 직선 분산을위한 적용 가능한 방법으로 볼 수 있습니다. (2021년 장헬리니 외)

프로브 형 초음파를 사용하여 경화에 분산 된 다른 나노 필러의 비교): (a) 0.5 wt % 탄소 나노 섬유 (CNF); (b) 0.5 wt% CNToxid; (c) 0.5 wt% 탄소 나노튜브 (CNT); (d) 0.5 wt% CNT 반분산.
연구 및 사진: ©장헬리니 외, 2021

나노 입자의 초음파 분산 – 우수성에 대한 과학적으로 입증

연구는 초음파 분산이 액체의 고농도에서도 나노 입자를 분해하고 분배하는 우수한 기술 중 하나라는 수많은 정교한 연구에서 보여줍니다. 예를 들어, Vikash (2020)는 Hielscher 초음파 분산기 UP400S를 사용하여 점성 액체에서 높은 하중의 나노 실리카의 분산을 조사했습니다. 그의 연구에서 그는 "나노 입자의 안정적이고 균일한 분산은 점성 액체의 고체 로딩에서 초음파 처리 장치를 사용하여 달성 될 수 있습니다." [비카시, 2020]

나노 입자 분산을 위한 고성능 초음파 프로세서

Hielscher 초음파는 실험실 및 파일럿에서 풀 산업 시스템에 이르기까지 신뢰할 수있는 고성능 초음파 장비를 신뢰할 수있는 공급 업체입니다. 힐셔 초음파’ 정교한 하드웨어, 스마트 소프트웨어 및 뛰어난 사용자 친화성을 갖춘 장치 – 독일에서 설계 및 제조. 분산, 분해, 나노 입자 합성 및 기능화를 위한 Hielscher의 견고한 초음파 기계는 전체 부하에서 24/7/365를 작동시킬 수 있습니다. 공정 및 생산 시설에 따라 당사의 초음파 장치를 배치 또는 연속 인라인 모드로 실행할 수 있습니다. sonotrodes (초음파 프로브), 부스터 혼, 유동 세포 및 반응기와 같은 다양한 액세서리를 쉽게 사용할 수 있습니다.
더 많은 기술 정보, 과학적 연구, 프로토콜 및 초음파 나노 분산 시스템에 대한 견적을 얻으려면 지금 저희에게 연락하십시오! 우리의 잘 훈련, 오랜 경험이 풍부한 직원은 당신과 함께 나노 응용 프로그램을 논의 하는 것을 기쁘게 생각합니다!

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.