Nanopartikel-Wuess-Dispersiounen – Stellt stabil Formuléierungen hier!

D’Dispergéiere vun Nanopartikelen a Wuessmatricen ass eng wichteg, awer usprochsvoll Uwendung a Beschichtungen, Kosmetik, pharmazeutesche Produiten a Phasewiesselmaterialien. Wéinst der intrinsescher Viskositéit vu geschmoltene Wuessen, hirer Hydrophobie an der Tendenz vun Nanopartikelen, duerch héich Uewerflächenenergien ze agglomeréieren, erfuerdert d’Hierstellung vun Nanopartikel-Wuess-Dispersioune Fachwëssen. Hielscher Ultraschallapparater liwweren d’Dispergéierleeschtung, déi präzis Steierbarkeet an d’Skaléierbarkeet fir d’Produktioun vu stabilen Nanopartikel-Wuess-Dispersiounen op Labo-Dëschapparater an an der industrieller Produktioun.

Erausfuerderunge beim Dispergéiere vun Nanopartikelen a Wuess

Nanopartikelen – egal ob metallesch, keramesch oder kuelestoffbaséiert – bilden duerch staark Van-der-Waals-Wiesselwierkunge liicht Aggregater. Am Wuess ginn dës Wiesselwierkungen duerch d’Feele vu polare Léisungsmëttelen oder Stabilisateure verstäerkt. Mechanescht Réieren oder Rotor-Stator-Homogenisateure sinn dacks net genuch, besonnesch wann den Duerchmiesser vun den Nanopartikelen ënner 100 nm läit oder wann héich Partikelgehalter erfuerderlech sinn. Eng homogen Dispersioun erfuerdert eng Energiezouféierung, déi Agglomerater op der Nanoskala auserneebrieche kann a gläichzäiteg d’Partikeluewerfläch mam Wuessmedium benetzt.

Mechanismus vun der Ultraschall-Nanodispersioun

Déi bedeitend Wierksamkeet vun der Ultraschalldispersioun berout op dem eenzegaartege Wierkmechanismus vun der akustescher Kavitatioun. Sonden-Ultraschallapparater erzeuge staark Kavitatiounskräften, wann Ultraschallwelle mat héijer Intensitéit an niddreger Frequenz sech duerch eng Flëssegkeet, z. B. geschmoltene Wuess, ausbreeden. De Kollaps vu Blosen wärend der Kavitatioun erzeugt lokal waarm Zonen mat extreme Schéiergradienten, Stousswellen a Mikrostralen. Dës kuerzzäiteg Kräften iwwerwannen d’Adhäsioun tëscht de Partikelen an deagglomeréieren effizient Nanopartikel-Cluster.
Zousätzlech verbessert d’Ultraschallbehandlung d’Benetzung vun den Nanopartikeluewerflächen duerch d’Wuessschmëlz. De widderhuelte Kollaps vu Kavitatiounsblosen reduzéiert d’Grenzflächespannung, soudatt Wuessmoleküllen tëscht d’Partikelen andrénge kënnen an se steresch stabiliséieren.

Uwendunge fir Wuess-Nanodispersiounen, déi mat Ultraschall hiergestallt ginn

D’Méiglechkeet, Nanopartikelen homogen a Wuess ze dispergéieren, mécht de Wee fir villfälteg Uwendungen op:

Beschichtungen a Politurmëttelen: D’Zousaz vu Siliziumdioxid- oder Aluminiumoxid-Nanopartikele verbessert d’Häert, d’Krazbeständegkeet an de Glanz.
Kosmetesch Formuléierungen: Titandioxid- oder Zinkoxid-Nanopartikele bidden UV-Schutz, wärend d’Transparenz erhale bleift.
Phasewiesselmaterialien (PCMs): Graphen, Kuelestoffnanoréier oder Metalloxiden erhéijen d’Wärmeleetfäegkeet a verbesseren doduerch d’Effizienz vun der Wärmespäicherung an Energiesystemer.
Wierkstoffofgab: Lipophil Nanopartikelen, déi a Wuess agebett sinn, déngen als Reservoire fir eng lues Wierkstofffräisetzung a Formuléierunge fir d’Uwendung op der Haut oder fir d’oral Annam.

Mat Ultraschall synthetiséiert Nanoflëssegkeete sinn effizient Killmëttel a Flëssegkeete fir Wärmetauscher. Wärmeleedend Nanomaterialien erhéijen d'Kapazitéit fir de Wärmetransfert an d'Wärmeofleedung däitlech. D'Ultraschallbehandlung ass bei der Synthes an der Funktionaliséierung vu wärmeleedenden Nanopartikelen an och bei der Produktioun vu stabillen, héich performante Nanoflëssegkeete fir Killuwendunge gutt etabléiert.

Ultraschalldispergéierapparater fir Wuess-Nanopartikel-Formuléierungen

D’Dispergéiere mat Hielscher Héichleeschtungs-Sonden-Ultraschallapparater ass eng robust a skaléierbar Technik fir d’Produktioun vu stabile Wuess-Nanodispersiounen.
Hielscher Sonden-Ultraschallsystemer gi wéinst hirer héijer Veraarbechtungsleeschtung, hirer preziser Parametersteierung an hirer linearer Skaléierbarkeet vill fir d’Veraarbechtung vun Nanopartikelen agesat. Egal ob Dir Wuess-Nanopartikel-Dispersiounen am Chargebetrib oder an enger kontinuéierlecher Inline-Produktioun hierstelle musst, Hielscher Ultrasonics bitt déi ideal Ultraschallkonfiguratioun: Ultraschall-Laborhomogenisateure sinn dat perfekt Geschier fir d’Fuerschung an d’Produktentwécklung, wärend industriell Ultraschall-Duerchflosszellen d’Produktioun vu stabile Wuess-Nanodispersiounen erméiglechen, déi den héchste Qualitéitsstandarden entspriechen.
Hielscher Ultraschallapparater ginn no den héchste Qualitéitsstandarde gebaut a verbannen Robustheet, Benotzerfrëndlechkeet an eng einfach Integratioun an industriell Prozesser. Si si fir usprochsvoll Ëmfeld entwéckelt, verfüügen iwwer déi modernst Technologie, sinn ISO-zertifizéiert an erfëllen d’Ufuerderunge vun CE, UL, CSA a RoHS.

Firwat Hielscher Ultrasonics?

héich Effizienz
déi modernst Technologie
Zouverlässegkeet & Robustheet
astellbar, präzis Prozesssteierung
Chargebetrib & Inline-Betrib
fir all Volumen
intelligent Software
intelligent Funktiounen (z. B. programméierbar, Dateprotokolléierung, Fernsteierung)
einfach a sécher ze bedéngen
wéineg Ënnerhalt
CIP (Botzen op der Plaz)

D’Tabell hei ënne gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:

Chargevolumen	Duerchflossrate	Recommandéiert Apparater
0,5 bis 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 bis 500mL	10 bis 200mL/min	UP100H
10 bis 2000mL	20 bis 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 bis 20L	0,2 bis 4L/min	UIP2000hdT
10 bis 100L	2 bis 10L/min	UIP4000hdT
15 bis 150L	3 bis 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 bis 100L/min	UIP16000hdT
n.a.	méi héich	Cluster vun UIP16000hdT

Literatur / Referenzen

Szymańska, Iwona; Żbikowska, Anna; Kowalska, Małgorzata; Golec, Krzysztof (2021): Application of Oleogel and Conventional Fats for Ultrasound-assisted Obtaining of Vegan Creams. Journal of Oleo Science 70, 2021.
Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
A.R. Horrocks, B. Kandola, G.J. Milnes, A. Sitpalan, R.L. Hadimani (2012): The potential for ultrasound to improve nanoparticle dispersion and increase flame resistance in fibre-forming polymers. Polymer Degradation and Stability, Volume 97, Issue 12, 2012. 2511-2523.

Heefeg gestallte Froen

Wat ass Wuess?

Wuess ass eng Klass vun organeschen, hydrophobe Materialien, déi haaptsächlech aus laangkettege Kuelewaasserstoffer, Esteren, Fettsaieren an Alkohole bestinn. Si si fest bei Raumtemperatur, hu relativ niddreg Schmëlzpunkten a gi beim Erhëtze mëll.

Wéi eng verschidden Aarte vu Wuess gëtt et?

Zu de verschiddene Wuessaarte gehéieren natierlech Wuesse wéi Beiewuess, Carnauba- a Candelillawuess, mineral Wuesse mat Ursprong am Pëtrol oder an der Brongkuel wéi Paraffinwuess, mikrokristalline Wuess a Montanwuess, souwéi syntheetesch Wuesse wéi Polyethylen-, Fischer–Tropsch- an Amidwuessen.

Woufir gi Wuesse benotzt?

Wuesse ginn a ville Branchen agesat. Si bidden Uewerflächeschutz a Beschichtungen a Politurmëttelen, wierken als Struktur- a Bindemëttelen a Kosmetik a pharmazeutesche Produiten, déngen als Trennmëttelen a Schutzbeschichtungen an der Liewensmëttelindustrie a ginn an techneschen Uwendungen als Schmiermëttelen, Pechstoffer a Phasewiesselmaterialie fir d’Energiespäicherung benotzt.

Wéi eng Polaritéit hunn déi verschidde Wuessaarte?

D’Polaritéit vu Wuesse variéiert jee no hirer cheemescher Zesummesetzung. Paraffin- a Polyethylenwuesse si gréisstendeels onpolar, Beiewuess a Carnaubawuess weisen duerch Esteren a fräi Fettsaieren eng schwaach Polaritéit, a Montanwuess oder bestëmmt syntheetesch Wuesse weisen duerch Carboxyl- an Amidfunktiounen eng mëttelstaark Polaritéit. 