Rutheniumoxid Mono-Layer Nanosheets kënnen effizient mat Sonde-Typ Ultraschall produzéiert ginn. Grouss Virdeeler vun Ultraschall Nanosheet Exfoliatioun sinn Prozesseffizienz, héich Ausbezuelen, kuerz Behandlung a liicht, sécher Operatioun. Wéinst senger héijer Effizienz an der héichqualitativer Qualitéit vun de produzéierte Nanosheets gëtt d'Ultraschall fir d'industriell Produktioun vu villen Nanosheets benotzt, dorënner Graphen a Borophen.

Ultraschall Exfoliatioun vu Rutheniumoxid Nanosheets

Rutheniumoxid (RuO2, och bekannt als Ruthenat) Nanosheets bidden eenzegaarteg Eegeschafte wéi héich Konduktivitéit, niddereg Resistivitéit, héich Stabilitéit, héich Aarbechtsfunktioun a gutt Empfindlechkeet fir dréchen Ätzen. Dëst mécht Rutheniumoxid e gutt Material fir Elektroden an Erënnerungsapparater an Transistoren.

SEM Biller vun exfoliéierten RuO2 Nanosheets mat a) 1 Minutt a b) 7 Minutten Ultraschall.
(Etude a Biller: ©Kim et al., 2021)

Fallstudie: Héich effizient RuO2 Exfoliatioun mat engem Probe-Typ Ultrasonicator

Kim et al. (2021) huet an hirer Etude déi bedeitend Verbesserung vun der Peeling vu Rutheniumoxid Monolayer Nanosheets gewisen. De Fuerscher huet héich Ausbezuelen vun dënnen RuO2 Metalloxidplacke mat Ultraschall erstallt. De konventionellen Interkalatiounsprozess duerch Ionenaustauschreaktiounen ass lues a produzéiert nëmme limitéiert Quantitéiten vun zweedimensionalen (2D) Nanosheeten wéinst der Gréisst vu Molekülen a chemescher Energie déi fir d'Reaktioun erfuerderlech ass. Fir de Prozess méi séier ze maachen an d'Quantitéit u produzéierte Rutheniumoxid Nano-Blieder ze erhéijen, hunn se den Exfoliatiounsprozess verstäerkt andeems se Ultraschallenergie op d'Léisung vum RuO2-Oxid applizéieren. Si hu festgestallt, datt no just 15 Minutte vun der Ultraschall d'Quantitéit vu Blieder ëm iwwer 50% eropgaang ass, gläichzäiteg d'lateral Gréisst vun de Blieder erofgaang. D'Dicht funktionell Theorie Berechnungen hunn bewisen datt d'Aktivéierungsenergie vun der Exfoliatioun wesentlech reduzéiert gëtt andeems d'RuO2 Schichten an eng kleng lateral Gréisst opgedeelt ginn. Dës Gréisstreduktioun geschitt well d'Sonicatioun gehollef huet d'Schichten vum Metalloxid méi einfach auserneen ze trennen. Dës Fuerschung ënnersträicht datt d'Benotzung vun Ultraschall e gudden an einfache Wee ass fir Rutheniumoxid Monolayer Nanosheets ze maachen. Dëst weist datt en ultrasonic-ënnerstëtzten Ionenaustauschprozess eng liicht an effizient Approche bitt fir 2D Metalloxid Nanosheeten ze fabrizéieren. D'Virdeeler vun der ultraschaller Peeling erkläre firwat Ultraschall Peeling an Delaminatioun wäit benotzt gëtt als Produktiounstechnik fir 2D Nanomaterialien, och bekannt als Xenen, dorënner Graphen a Borophen.

Ultrasonic Peeling fördert déi héich effizient a beschleunegt Produktioun vu Rutheniumoxid 2D Nanoblieder a grousser Skala
(Studie a Biller: ©Kim et al., 2021).

Protokoll fir Ultraschall-Assistéiert Rutheniumoxid Exfoliatioun

De folgende Protokoll ass eng Schrëtt-fir-Schrëtt Instruktioun fir RuO2 Nanosheeten ze synthetiséieren mat ultraschall ënnerstëtzten Ionenaustauschreaktiounsprozess wéi beschreift vum Kim et al. (2021).
 

1. Bereet eng Léisung vu RuO2 an en Interkalant andeems se se am Léisungsmëttel (2-Propanol) opléisen a bis zu 3 Deeg réieren.
2. Fëllt Ultraschallenergie mat engem Sonde-Typ Ultrasonicator (zB Sonde-Typ Ultrasonicator UP1000hdT (1000W, 20kHz) mat Sonotrode BS4d22) op d'Léisung fir 15 Minutten un fir d'Ausbezuelung vu RuO2 Nanosheets ëm iwwer 50% ze erhéijen an ze splécken Schichten an eng eenheetlech kleng lateral Gréisst.
3. Benotzt Dicht funktionell Theorie Berechnungen fir d'Aktivatiounsenergie vun der Peeling ze bestätegen ass wesentlech reduzéiert.
4. Sammelt déi doraus resultéierend RuO2 Nanosheets, déi fir verschidden Uwendungen benotzt kënne ginn.

 
D'Einfachheet vun dësem Protokoll fir Ultraschall Peeling vun RuO2 Nanosheets ënnersträicht d'Virdeeler vun der Ultraschall Nanosheet Produktioun. Sonication ass eng héich effizient Technik fir qualitativ héichwäerteg monolayer RuO2 Nanosheets mat enger Dicke vun ongeféier 1 nm ze produzéieren. De Protokoll gouf och skalierbar a reproduzéierbar fonnt, sou datt et gëeegent ass fir grouss Produktioun vu RuO2 Nanosheets fir verschidden Uwendungen an der Elektronik, der Katalyse an der Energielagerung.

Eng Héichgeschwindeg Sequenz (vun a bis f) vu Frames, déi sono-mechanesch Peeling vun enger Grafitflacke am Waasser illustréieren mat der UP200S, en 200W Ultraschall mat 3-mm Sonotrode. Pfeile weisen d'Plaz vun der Spaltung (Exfoliatioun) mat Kavitatiounsblasen, déi d'Spalt penetréieren.
(Studie a Biller: © Tyurnina et al. 2020

High Performance Ultrasonicators fir RuO2 Exfoliatioun

Fir d'Produktioun vu qualitativ héichwäerteg Rutheniumoxid Nano-Blieder an aner Xenen, ass zouverlässeg héich performant Ultraschallausrüstung erfuerderlech. Amplitude, Drock an Temperatur wesentlech Parameteren, déi entscheedend sinn fir Reproduktioun a konsequent Produkt. Hielscher Ultrasonics Prozessoren si mächteg a präzis kontrolléierbar Systemer, déi d'exakt Astellung vu Prozessparameter a kontinuéierlech High-Power Ultraschalloutput erlaben. Hielscher industriell Ultraschaller kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
Eis Clientë sinn zefridden vun der aussergewéinlecher Robustheet an Zouverlässegkeet vun Hielscher Ultrasonics Systemer. D'Installatioun a Felder vun der schwéierer Applikatioun (zB grouss Skala Nanomaterialveraarbechtung), erfuerderlech Ëmfeld an 24/7 Operatioun suerge fir effizient a wiertschaftlech Veraarbechtung. Ultrasonic Prozessintensivéierung reduzéiert d'Veraarbechtungszäit an erreecht besser Resultater, also méi héich Qualitéit, méi héich Ausbezuelen, innovativ Produkter.

Design, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit Made in Germany

Hielscher Ultraschaller si bekannt fir hir héchst Qualitéit an Designnormen. Robustheet an einfach Operatioun erlaben déi glat Integratioun vun eisen Ultraschaller an industriellen Ariichtungen. Rau Konditiounen an erfuerderlech Ëmfeld ginn einfach vun Hielscher Ultraschaller gehandhabt.

Hielscher Ultrasonics ass eng ISO zertifizéiert Firma a setzt spezielle Wäert op High-Performance Ultrasonicatoren mat modernste Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Natierlech sinn Hielscher Ultraschaller CE konform an entspriechen d'Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.

D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall: