Hielscher ultragarso technologijos

Ultragarso sintezė Nanodiamonds

  • Dėl savo intensyvaus cavitational jėga, galios ultragarso yra perspektyvi technika gaminti mikronų ir nano dydžio deimantų iš grafito.
  • Mikro-ir nano-kristaliniai deimantai gali būti susintetinti ultrafiltruojant grafito suspensija organiniame skystyje atmosferos slėgyje ir kambario temperatūroje.
  • Ultragarso taip pat yra naudingas įrankis po apdorojimo ir susintetinti nano deimantų, kaip ultragarsu disperses, deaglomerates ir functionalizes nano dalelių labai veiksminga.

Ultrasonics Nanodiamond gydymas

Nanodiamonds (taip pat vadinamas detonacijos deimantais (DND) arba ultradisperguoti deimantai (UDD)) yra speciali anglies nanomedžiagų forma išsiskiria unikaliomis savybėmis, pavyzdžiui, jos Grotelės struktūra, jos didelis Paviršiaus, taip pat unikalūs Optinis ir Magnetinio savybes – ir išskirtines taikomąsias programas. Iš ultradisperguoti dalelių savybės, kad šios medžiagos naujoviškų junginių kurti naujas medžiagas su neeilinių funkcijų. Deimantų dalelių dydis suodžių yra apie 5nm.

Ultragarso sintezė Nanodiamonds

Pagal intensyvaus pajėgų, tokių kaip ardymo arba detonacijos, grafitas gali būti transformuojamas į deimantą.

Ultragarsu sintetinamas Nanodiamonds

Deimantų sintezė yra svarbi mokslinio ir komercinio intereso mokslinių tyrimų sritis. Dažniausiai naudojamas procesas mikro kristalinių ir nano-kristalinių deimantų dalelių sintezei yra aukšto slėgio-aukštos temperatūros (HPHT) technika. Pagal šį metodą, reikalingas procesas slėgis dešimtys tūkstančių atmosferų ir temperatūros daugiau nei 2000K yra generuojami gaminti pagrindinę dalį pasaulyje tiekimo pramoninio deimanto. Dėl grafito transformacijos į deimantą, apskritai didelis spaudimas ir aukšta temperatūra yra privalomi, ir katalizatoriai naudojami padidinti deimantų derlius.
Šiuos reikalavimus, reikalingus pertvarkai, galima labai veiksmingai generuoti naudojant Didelės galios ultragarso (= žemo dažnio, didelio intensyvumo Ultragarsas):

Ultragarsinė kavitacija

Skysčių Ultragarsas sukelia lokaliai labai Extreme poveikį. Kai ultragarsinio intensyvumo skysčiai, garso bangos, kurios skleisti į skystosios terpės rezultatas pakaitomis aukšto slėgio (suspaudimo) ir žemo slėgio (atretinimą) ciklų, kurių kainos priklausomai nuo dažnio. Žemo slėgio ciklo metu, didelio intensyvumo ultragarso bangos sukurti mažas vakuumo burbuliukai ar tuštumos skystyje. Kai burbuliukai pasiekti tūris, kuriame jie nebegali įsisavinti energiją, jie žiauriai sutraukti aukšto slėgio ciklą. Šis reiškinys yra vadinamas kavitacija. Per sprogimas labai aukšta temperatūra (apie 5, 000K) ir spaudimas (apie 2, 000atm) pasiekiamas lokaliai. Į vidų sprogimas iš išsiplėtimą burbulas taip pat sukelia skysčių purkštukai iki 280m/s greičiu. (Suslick 1998) Akivaizdu, kad mikro-ir nano-kristaliniai deimantai gali būti sintetinamas ultragarso srityje kavitacija.

Informacijos užklausa




Atkreipkite dėmesį į mūsų Privatumo politika.


Ultragarso procedūra dėl Nanodiamonds sintezės

De facto, iš Khachatryan et al. tyrimas (2008) rodo, kad deimantų mikrokristalai taip pat gali būti sintezuojama iš grafito suspensijos organinių skysčių, esant atmosferos slėgiui ir kambario temperatūrai ultragarsu. Kadangi išsiplėtimą skystinti, aromatinių oligomerų formulė buvo pasirinkta dėl jo mažo sočiųjų garų slėgio ir aukštos virimo temperatūros. Šiame skystyje specialusis grynas grafito milteliai – kurių dalelės svyruoja nuo 100-200 μm. Be Kachatryan et al eksperimentus, kietojo skysčio svorio santykis buvo 1:6, išsiplėtimą skysčio tankis buvo 1,1 g cm– 3 25 ° c temperatūroje. Maksimalus ultragarso intensyvumas sonoreactor buvo 75-80W cm-2 atitinkantis 15-16 baro garso slėgio amplitudę.
Jis buvo pasiektas maždaug 10% grafito į deimantų konversijos. Deimantai buvo beveik mono-disperguoti labai aštrus, gerai suprojektuotas, 6 arba 9μm ± 0,5 μm dydžio, su kubiniais, Kristaliniai morfologija ir didelis grynumas.

Ultragarsu susintetinti deimantai (SEM vaizdai): didelės galios ultragarso suteikia energijos, reikalingos sukelti grafenonanodiamonds' sintetozė

SEM vaizdai ultragarsu susintetinti deimantai: Nuotraukos (a) ir (b) rodo serija 1, (c) ir (d) mėginio serijos 2. [Khachatryan et al. 2008]

as Išlaidos Šiuo metodu gaminamų mikro ir nanodeimantų yra Konkurencinga su aukšto slėgio aukšto temperatūros (HPHT) procesu. Tai daro ultragarso naujoviškų alternatyva mikro-ir nano-deimantai sintezės (Khachatryan et al. 2008), ypač, nes gamybos procesas grafenonanodiamonds gali būti optimizuotas tolesnių tyrimų. Daugelis parametrų, tokių amplitudės, slėgis, temperatūra, išsiplėtimą skysčių, ir koncentracija turi būti kruopščiai išnagrinėtos atrasti saldus vietoje ultragarso nanodiamond sintezę.
Pagal gautus sintezės Nanodiamonds rezultatus, toliau ultragarsu generuoja kavitacija siūlo kitų svarbių junginių sintezės potencialą, pavyzdžiui, kubinio boro nitrido, anglies nitrido ir tt (Khachatryan et al. 2008)
Be to, atrodo, kad būtų galima sukurti deimantų Nanowires ir nanorods iš Multi-sieninių anglies nanovamjų (MWCNTs) pagal ultragarso švitinimo. Diamond Nanowires yra Vienmatė analogų urmu deimantų. Dėl savo didelio elastinio modulio, stiprumo ir svorio santykis, ir santykinai lengvai, su kuriomis jos paviršiai gali būti functionalized, Deimantas buvo nustatyta, kad optimalus medžiaga nanomechaninis dizaino. (Sekmadienis et al. 2004)

Ultragarso išsklaidyti Nanodiamonds

Kaip jau buvo aprašyta, deagglomeration ir net dalelių dydžio pasiskirstymas terpėje pagrindai sėkmingai išnaudoti Nanodiamonds unikalių savybių.
Dispersija ir deagglomeracija ultragarsu yra ultragarso rezultatas kavitacija. Kai atskleisti skysčių ultragarso garso bangas, kurios skleisti į skystį rezultatas pakaitomis aukšto slėgio ir žemo slėgio ciklų. Tai taikoma mechaniniam stresui pritraukiant jėgas tarp atskirų dalelių. Ultragarsinė kavitacija skysčiuose sukelia didelės spartos skysčių purkštukai iki 1000km/val. (apie 600mph). Tokie purkštukai paspauskite skysčio aukšto slėgio tarp dalelių ir atskirti juos vienas nuo kito. Mažesnės dalelės paspartėja su skysčių purkštukai ir susiduria dideliu greičiu. Tai daro ultragarso veiksminga priemonė išsklaidyti, bet ir malimas mikronų dydžio ir submikrono dydžio dalelių.
Pavyzdžiui, grafenonanodiamonds (vidutinis dydis apie 4nm) ir polistireno gali būti disperguoti cikloheksanu gauti specialų kompozito. Savo tyrime Chipara et al. (2010) parengė polistireno ir nanodeimantų mišinius, kuriuose yra nanodeimantų, kurių diapazonas yra nuo 0 iki 25%. Norėdami gauti dar Dispersija, jie sunaikintos Ultragarsas tirpalą už 60 min su Hielscher ' s Uip1000hd (1kW).

Ultragarsu pagalbinio functionalization iš Nanodiamonds

Dėl kiekvieno nano dydžio dalelių viso paviršiaus functionalization, dalelių paviršius turi būti prieinama cheminei reakcijai. Tai reiškia, kad net ir bauda dispersija yra būtinas, nes gerai disperguoti dalelės yra apsupta sluoksnio molekulių, traukia dalelių paviršiumi. Norint gauti naujų funkcinių grupių nanodeimantų paviršiui, šis ribos sluoksnis turi būti pažeistas arba pašalintas. Šis pertraukos ir pašalinimas sienos sluoksnio procesas gali būti atliekamas Ultrasonics.
Ultragarso įvesta į skystį generuoja įvairių ekstremalių poveikį, pavyzdžiui, kavitacija, vietoje labai aukšta temperatūra iki 2000K ir skystų purkštukų iki 1000km/val. (Suslick 1998) šiuo streso faktoriais gali būti įveiktos pritraukiamos jėgos (pvz., Van-der-Waals pajėgos), o funkcinės molekulės gabenamos į dalelių paviršių, kad būtų funkcionalizuoti, pvz., nanodeimantų paviršių.

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

Schema 1: in situ-deagglomeration ir paviršiaus functionalization grafenonanodiamonds (Liang 2011) grafinis

Eksperimentai su karoliuku padedant Sonic dezintegracijos (BASD) gydymo parodė perspektyvus rezultatus paviršiaus funcionalization grafenonanodiamonds, taip pat. Taip, karoliukai (pvz., mikro-dydžio keramikos karoliukai, pavyzdžiui, ZrO2 karoliukai) buvo naudojami siekiant užtikrinti ultragarso Cavitational į nanodeimantų daleles. Deagglomeration atsiranda dėl ypatingo susidūrimo tarp nanodeimantų dalelių ir ZrO2 Karoliukai.
Atsižvelgiant į geresnį prieinamumą dalelių ' paviršiaus, cheminių reakcijų, pavyzdžiui, Boran sumažinimas, arylation arba silanization, ultragarso arba BASD (granulių pagalba Sonic dezintegracija) paruošiamojo apdorojimo pasklidimui tikslas yra labai rekomenduojama. Ultragarso Disperguoti ir deagglomeracija cheminė reakcija gali pradėti daug daugiau.

Kai didelės galios, žemo dažnio ultragarso įvedama į skystosios terpės, išsiplėtimą generuoja.

Ultragarsiniai ikatacija sukelia ekstremalias temperatūrų ir slėgio skirtumus bei didelės spartos skystąjį purkštukus. Tokiu būdu, galios ultragarso yra sėkmingas apdorojimo metodas maišymo ir frezavimo programas.

Susisiekite su mumis / paklauskite daugiau informacijos

Kreipkitės į mus apie savo perdirbimo reikalavimus. Mes rekomenduojame tinkamiausius diegimo ir perdirbimo parametrus savo projektą.





Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra / Literatūra

  • Chipara, A. C. et al.: šiluminės savybės nanodiamond dalelių disperguoti polistireno. HESTEC 2010 ".
  • El pasakyti, K. M.: Nanodiamonds kaip narkotikų pristatymo sistema: taikymas ir būsimiems. J Appl Pharm Sci 01/06, 2011; p. 29-39.
  • Khachatryan, A. KH. et al.: grafitas į deimantą sukeltas Ultragarsinė kavitacija. Į: Deimantas & Susijusios medžiagos 17, 2008; pp931-936.
  • Krueger, A.: nanoskalės deimantų struktūra ir reaktyvumas. Į: J Mater Chem 18, 2008; p. 1485-1492.
  • Liang, Y.: Deaglomerierung und Oberflächenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels termochemischer und Mechaninė. Disertacija Julius-Maximilian-Universität Würzburg 2011.
  • Osawa, E.: Monodisperse vieną nanodiamond dalelių. Į: Pure Appl Chem 80/7, 2008; p. 1365-1379.
  • Pramatarova, L. et al.: polimero Kompozes privalumas su Detonacija Nanodiamond dalelių medicinos programos. Į: apie Biomimetikai; p. 298-320.
  • Saulė, L.; Gong, J.; Zhu, D.; Zhu, Z.; Jis, S.: Diamond Nanorods iš anglies Nanovamsu. In: pažangios medžiagos 16/2004. p. 1849-1853.
  • Suslick, K.S.: Kirk-Othmer enciklopedija chemijos technologijos. 4-oji Ed. J. Wiley & Sūnūs: Niujorkas; 26, 1998; p. 517-541.

Grafenonanodiamonds – Naudojimas ir pritaikymas

Nanodiamond grūdai yra nestabili dėl jų ZETA-potencialas. Taigi, jie linkę labai formuoti suvestinius rodiklius. Bendras nanodeimantų naudojimas yra abrazyvų, pjovimo ir poliravimo įrankių bei karščio absorbentų panaudojimas. Kitas galimas naudojimas yra nanodeimantų kaip vaistų nešiklio taikymas farmaciniams aktyviems komponentams (plg. Pramatarova). Parašyti Ultragarsu, pirma nanodeimantai gali būti sintetinamas iš grafito ir, antra, grafenonanodiamonds stipriai linkę į aglomeraciją gali būti tolygiai Skirtingos į skystosios terpės (pvz., formuoti poliravimo agentą).