나노물질 응집제거를 위한 초음파 균질화기

오늘날 빠르게 진화하는 재료 과학 환경에서 Hielscher 초음파 발생기는 실험실 비커 및 생산 규모에서 나노 물질 응집 제거를위한 비할 데 없는 정밀도를 제공함으로써 두드러집니다. Hielscher 초음파 균질화기는 연구원과 엔지니어가 나노 기술 응용 분야에서 가능한 것의 경계를 넓힐 수 있도록 지원합니다.

나노 물질 응집 제거: 도전 과제 및 Hielscher 솔루션

실험실 또는 산업 규모의 나노 물질 제형은 종종 응집 문제에 직면합니다. Hielscher 초음파 발생기는 고강도 초음파 캐비테이션을 통해이를 해결하여 효과적인 입자 응집 제거 및 분산을 보장합니다. 예를 들어, 탄소 나노 튜브 강화 재료의 제형에서 Hielscher 초음파 발생기는 얽힌 다발을 분해하여 전기적 및 기계적 특성을 향상시키는 데 중요한 역할을했습니다.

초음파 나노 물질 응집 제거는 균일하고 좁은 입자 크기 분포를 생성합니다.

효율적인 나노물질 분산 및 응집 제거를 위한 단계별 가이드

  1. 초음파 표시기를 선택하십시오. 부피 및 점도 요구 사항에 따라 응용 분야에 적합한 Hielscher 초음파 발생기 모델을 선택하십시오. 기꺼이 도와드리겠습니다. 귀하의 요구 사항에 대해 문의하십시오!
  2. 샘플을 준비합니다. 나노 물질을 적절한 용매 또는 액체에 혼합하십시오.
  3. 초음파 처리 매개 변수 설정 : 재료의 감도와 원하는 결과에 따라 진폭 및 펄스 설정을 조정합니다. 권장 사항 및 응집 해제 프로토콜을 요청하십시오!
  4. 프로세스를 모니터링합니다. 주기적 샘플링을 사용하여 응집 제거 효과를 평가하고 필요에 따라 매개변수를 조정합니다.
  5. 사후 초음파 처리 : 적절한 계면활성제를 사용하거나 응용 분야에서 즉시 사용하여 안정화된 분산을 보장합니다.
초음파 처리는 열전도성 나노 입자의 응집 제거 및 기능화뿐만 아니라 냉각 응용 분야를위한 안정적인 고성능 나노 유체의 생산에 잘 확립되어 있습니다.

폴리에틸렌 글리콜(PEG)에서 탄소 나노튜브(CNT)의 초음파 응집 제거

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자주 묻는 나노물질 응집 제거 질문(FAQ)

  • 나노 입자가 응집되는 이유는 무엇입니까?

    나노 입자는 높은 표면 대 부피 비율로 인해 응집되는 경향이 있으며, 이는 표면 에너지의 상당한 증가로 이어집니다. 이 높은 표면 에너지는 입자가 주변 매질에 노출된 표면적을 줄여 함께 모여 클러스터를 형성하도록 하는 고유한 경향을 초래합니다. 이 현상은 주로 반 데르 발스 힘, 정전기 상호 작용 및 경우에 따라 입자가 자기 특성을 갖는 경우 자기력에 의해 주도됩니다. 응집은 반응성, 기계적 특성 및 광학적 특성과 같은 나노 입자의 고유한 특성에 해로울 수 있습니다.

  • 나노 입자가 서로 달라붙지 않도록 하는 것은 무엇입니까?

    나노 입자가 서로 달라붙는 것을 방지하려면 응집을 유발하는 고유 한 힘을 극복해야합니다. 이것은 일반적으로 입체 또는 정전기 안정화를 도입하는 표면 개질 전략을 통해 달성됩니다. 입체 안정화는 나노 입자의 표면에 폴리머 또는 계면활성제를 부착하여 근접 접근 및 응집을 방지하는 물리적 장벽을 만드는 것을 포함합니다. 반면에 정전기 안정화는 모든 입자에 동일한 전하를 부여하는 하전 분자 또는 이온으로 나노 입자를 코팅하여 상호 반발력을 발생시킴으로써 달성됩니다. 이러한 방법은 반 데르 발스 및 기타 인력에 효과적으로 대응하여 나노 입자를 안정적인 분산 상태로 유지할 수 있습니다. 초음파는 입체 또는 정전기 안정화 중에 도움을줍니다.

  • 나노 입자의 응집을 어떻게 방지할 수 있습니까?

    나노 입자의 응집을 방지하려면 초음파 처리, 분산 매체의 적절한 선택 및 안정화제 사용과 같은 우수한 분산 기술을 통합하는 다각적인 접근 방식이 필요합니다. 초음파 고 전단 혼합은 구식 볼 밀보다 나노 입자를 분산시키고 응집체를 분해하는 데 더 효율적입니다. 적절한 분산 매체를 선택하는 것은 매우 중요한데, 이는 나노 입자 및 사용된 안정화제와 모두 호환되어야 하기 때문입니다. 계면활성제, 폴리머 또는 보호 코팅을 나노 입자에 도포하여 입체 또는 정전기 반발력을 제공하여 분산을 안정화하고 응집을 방지할 수 있습니다.

  • 나노 물질을 어떻게 응집시킬 수 있습니까?

    나노 물질의 응집을 줄이는 것은 액체 매체에서 캐비테이션 기포를 생성하는 초음파 에너지 (초음파 처리)의 적용을 통해 달성 할 수 있습니다. 이러한 기포의 붕괴는 강한 국부적 열, 고압 및 나노 입자 클러스터를 분해할 수 있는 강한 전단력을 생성합니다. 나노 입자의 응집 해제에서 초음파 처리의 효과는 초음파 처리 전력, 지속 시간, 나노 입자 및 매체의 물리적 및 화학적 특성과 같은 요인에 의해 영향을받습니다.

  • 응집체와 응집체의 차이점은 무엇입니까?

    응집체와 응집체의 차이점은 입자 결합의 강도와 형성의 특성에 있습니다. 응집체는 반 데르 발스 힘 또는 수소 결합과 같은 상대적으로 약한 힘에 의해 함께 유지되는 입자 클러스터이며 교반, 흔들림 또는 초음파 처리와 같은 기계적 힘을 사용하여 개별 입자로 재분산 될 수 있습니다. 그러나 응집체는 공유 결합과 같은 강한 힘에 의해 함께 묶인 입자로 구성되어 분해하기가 훨씬 더 어려운 영구적인 결합을 초래합니다. Hielscher 초음파 발생기는 입자 응집체를 깨뜨릴 수있는 강렬한 전단을 제공합니다.

  • 유착(coalesce)과 응집(agglomerate)의 차이점은 무엇입니까?

    유착(coalescence)과 응집(agglomeration)은 입자가 모이는 것을 의미하지만 서로 다른 과정을 포함합니다. 유착은 두 개 이상의 물방울 또는 입자가 합쳐져 단일 실체를 형성하는 과정으로, 종종 표면과 내부 내용물의 융합을 포함하여 영구적인 결합을 이룹니다. 이 공정은 물방울이 합쳐져 시스템의 전체 표면 에너지를 낮추는 에멀젼에서 일반적입니다. 대조적으로, 응집은 일반적으로 고체 입자가 함께 모여 내부 구조를 병합하지 않고 반 데르 발스 힘이나 정전기 상호 작용과 같은 약한 힘을 통해 클러스터를 형성하는 것을 포함합니다. 유착과 달리 응집된 입자는 적절한 조건에서 개별 성분으로 다시 분리될 수 있는 경우가 많습니다.

  • 나노 물질 응집체를 어떻게 부수나요?

    응집체를 파괴하는 것은 입자를 함께 고정하는 힘을 극복하기 위해 기계적 힘을 가하는 것을 포함합니다. 기술에는 고 전단 혼합, 밀링 및 초음파가 포함됩니다. 초음파는 나노 입자 응집 해제에 가장 효과적인 기술로, 캐비테이션이 약한 힘으로 결합 된 입자를 분리 할 수있는 강렬한 국부 전단력을 생성하기 때문입니다.

  • 초음파 처리는 나노 입자에 무엇을합니까?

    초음파 처리는 고주파 초음파를 샘플에 적용하여 액체 매체에 빠른 진동과 캐비테이션 기포 형성을 유발합니다. 이러한 기포의 내파는 강렬한 국부적 열, 고압 및 전단력을 생성합니다. 나노 입자의 경우, Hielscher 초음파 발생기는 응집체를 분해하고 매력적인 입자 간 힘을 극복하는 에너지 입력을 통해 재응집을 방지하여 입자를 효과적으로 분산시킵니다. 이 공정은 균일한 입자 크기 분포를 달성하고 다양한 응용 분야에서 재료의 특성을 향상시키는 데 필수적입니다.

  • 나노 입자 분산 방법은 무엇입니까?

    나노 입자 응집 제거 및 분산 방법은 기계적, 화학적, 물리적 공정으로 분류할 수 있습니다. 초음파는 입자를 물리적으로 분리하는 매우 효과적인 기계적 방법입니다. Hielscher 초음파 발생기는 효율성, 확장성, 미세 분산을 달성하는 능력 및 모든 규모의 광범위한 재료 및 용매에 대한 적용 가능성으로 인해 선호됩니다. 가장 중요한 것은 Hielscher 초음파 발생기를 사용하면 타협없이 프로세스를 선형으로 확장 할 수 있다는 것입니다. 반면에 화학적 방법은 계면 활성제, 폴리머 또는 입자 표면에 흡착되어 입체 또는 정전기 반발력을 제공하는 기타 화학 물질을 사용하는 것을 포함합니다. 물리적 방법에는 분산 안정성을 개선하기 위해 pH 또는 이온 강도와 같은 매질의 특성을 변경하는 것이 포함될 수 있습니다. 초음파는 나노 물질의 화학적 분산을 도울 수 있습니다.

  • 나노 입자 합성을위한 초음파 처리 방법은 무엇입니까?

    나노 입자 합성을위한 초음파 처리 방법은 초음파 에너지를 사용하여 나노 입자의 형성을 유도하는 화학 반응을 촉진하거나 향상시키는 것을 포함합니다. 이는 극한의 온도와 압력의 국부적인 핫스팟을 생성하는 캐비테이션 공정을 통해 발생할 수 있으며, 반응 역학을 촉진하고 나노 입자의 핵 형성 및 성장에 영향을 미칩니다. 초음파 처리는 입자 크기, 모양 및 분포를 제어하는 데 도움이 될 수 있으므로 원하는 특성을 가진 나노 입자를 합성하는 데 다목적 도구입니다.

  • 초음파 처리 방법의 두 가지 유형은 무엇입니까?

    초음파 처리 방법의 두 가지 주요 유형은 배치 프로브 초음파 처리와 인라인 프로브 초음파 처리입니다. 배치 프로브 초음파 처리는 초음파 프로브를 나노 물질 슬러리에 배치하는 것을 포함합니다. 반면에 인라인 프로브 초음파 처리는 초음파 반응기를 통해 나노 물질 슬러리를 펌핑하는 것을 포함하며, 초음파 처리 프로브는 강렬하고 국부적 인 초음파 에너지를 제공합니다. 후자의 방법은 생산에서 더 많은 양을 처리하는 데 더 효과적이며 생산 규모의 나노 입자 분산 및 응집 해제에 널리 사용됩니다.

  • 나노 입자를 초음파 처리하는 데 얼마나 걸립니까?

    나노 입자의 초음파 처리 시간은 재료, 응집의 초기 상태, 샘플의 농도 및 원하는 최종 특성에 따라 크게 다릅니다. 일반적으로 초음파 처리 시간은 몇 초에서 몇 시간까지 다양합니다. 과소 초음파 처리는 응집체를 그대로 둘 수 있지만 과잉 초음파 처리는 입자 단편화 또는 원치 않는 화학 반응을 유발할 수 있으므로 초음파 처리 시간을 최적화하는 것이 중요합니다. 통제 된 조건에서의 경험적 테스트는 종종 특정 응용 분야에 대한 최적의 초음파 처리 기간을 결정하는 데 필요합니다.

  • 초음파 처리 시간은 입자 크기에 어떤 영향을 줍니까?

    초음파 처리 시간은 입자 크기와 분포에 직접적인 영향을 미칩니다. 초기에는 초음파 처리가 증가하면 응집체가 분해되어 입자 크기가 감소합니다. 그러나 특정 지점을 넘어서면 장기간의 초음파 처리는 입자 크기를 크게 줄이지 않을 수 있으며 입자의 구조적 변화를 유도 할 수도 있습니다. 최적의 초음파 처리 시간을 찾는 것은 재료의 무결성을 손상시키지 않고 원하는 입자 크기 분포를 달성하는 데 필수적입니다.

  • 초음파 처리는 분자를 파괴합니까?

    초음파 처리는 분자를 파괴 할 수 있지만이 효과는 분자의 구조와 초음파 처리 조건에 크게 의존합니다. 고강도 초음파 처리는 분자의 결합 파괴를 일으켜 단편화 또는 화학적 분해를 유발할 수 있습니다. 이 효과는 자유 라디칼의 형성을 통해 화학 반응을 촉진하기 위해 초음파 화학에 활용됩니다. 그러나 나노 입자 분산과 관련된 대부분의 응용 분야에서 초음파 처리 매개 변수는 분자 파손을 방지하면서 효과적인 응집 제거 및 분산을 달성하도록 최적화되어 있습니다.

  • 용액에서 나노 입자를 어떻게 분리합니까?

    용액에서 나노 입자를 분리하는 것은 원심분리, 여과 및 침전을 포함한 다양한 방법을 통해 달성할 수 있습니다. 원심분리는 원심력을 사용하여 크기와 밀도에 따라 입자를 분리하는 반면, 한외여과는 나노 입자를 유지하는 기공 크기의 멤브레인을 통해 용액을 통과시키는 것을 포함합니다. 침전은 pH 또는 이온 강도와 같은 용매 특성을 변화시켜 나노 입자가 응집되고 침전되도록 함으로써 유도될 수 있습니다. 분리 방법의 선택은 나노 입자에 따라 다릅니다’ 물리적 및 화학적 특성뿐만 아니라 후속 처리 또는 분석의 요구 사항.

Hielscher UP400St 초음파 발생기는 나노 물질을 응집시킵니다.

나노 물질 응집 제거를위한 Hielscher UP400St 초음파 발생기

Hielscher 초음파를 사용한 재료 연구

Hielscher 프로브 형 초음파 발생기는 나노 물질 연구 및 응용에 필수적인 도구입니다. 나노 물질 응집 제거의 문제를 정면으로 해결하고 실용적이고 실행 가능한 솔루션을 제공함으로써 최첨단 재료 과학 탐구를 위한 리소스가 되는 것을 목표로 합니다.

지금 연락하여 당사의 초음파 처리 기술이 나노 물질 응용 분야에 어떻게 혁명을 일으킬 수 있는지 알아보십시오.

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응집제거가 필요한 일반적인 나노물질

재료 연구에서 나노 물질 응집 제거는 다양한 응용 분야에서 나노 물질의 특성을 최적화하는 데 중요합니다. 이러한 나노 물질의 초음파 응집 제거 및 분산은 과학 및 산업 분야의 발전에 기초가 되어 다양한 응용 분야에서 성능을 보장합니다.

  1. 탄소 나노튜브 (CNT): 뛰어난 기계적, 전기적, 열적 특성으로 인해 나노 복합재, 전자 및 에너지 저장 장치에 사용됩니다.
  2. 금속 산화물 나노 입자: 이산화티타늄, 산화아연, 산화철 등 촉매작용, 광전지, 항균제 등에 중요한 성분이 함유되어 있습니다.
  3. 그래핀과 그래핀 산화물: 전도성 잉크, 플렉시블 전자 장치 및 복합 재료의 경우 응집 제거가 특성을 최대한 활용할 수 있도록 합니다.
  4. 은 나노 입자 (AgNP): 항균 특성으로 인해 코팅, 섬유, 의료기기 등에 사용되며, 균일한 분산이 필요합니다.
  5. 금 나노 입자 (AuNP): 약물 전달, 촉매 작용, 바이오센싱 등에 사용되며 독특한 광학적 특성으로 인해 사용됩니다.
  6. 실리카 나노 입자: 화장품, 식품, 폴리머 등에 첨가되어 내구성과 기능성을 향상시켜 줍니다.
  7. 세라믹 나노 입자: 도료, 전자제품, 생체의학 기기 등에 사용되어 경도, 전도성 등의 물성을 향상시킵니다.
  8. 폴리머 나노 입자: 일관된 약물 방출 속도를 위해 응집 제거가 필요한 약물 전달 시스템용으로 설계되었습니다.
  9. 자성 나노 입자: MRI 조영제 및 암 치료에 사용되는 산화철 나노입자 등 원하는 자기 특성을 위한 효과적인 응집 제거가 필요합니다.

 

이 비디오에서는 탄소 분말을 물에 분산시키는 초음파 발생기 UP200Ht의 놀라운 효율성을 보여줍니다. 초음파가 입자 사이의 인력을 극복하고 혼합하기 어려운 탄소질 분말을 물에 혼합하는 방법을 확인하십시오. 탁월한 혼합력으로 인해 초음파 처리는 일반적으로 산업, 재료 과학 및 나노 기술에서 카본 블랙, C65, 풀러렌 C60 및 탄소 나노 튜브 (CNT)의 균일 한 나노 분산액을 생성하는 데 사용됩니다.

초음파 프로브 UP200Ht를 사용한 탄소 재료의 초음파 분산

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