Kā padarīt nanofluīdus
Nanofluīds ir inženierijas šķidrums, kas sastāv no bāzes šķidruma, kas satur nanodaļiņas. Nanofluīdu sintēzei ir nepieciešama efektīva un uzticama homogenizācijas un deagglomerācijas tehnika, lai nodrošinātu augstu vienmērīgas dispersijas pakāpi. Ultraskaņas izkliedētāji ir augstākā tehnoloģija, lai ražotu nanofluīdus ar izcilām īpašībām. Ultraskaņas dispersija izceļas ar efektivitāti, ātrumu, vienkāršību, uzticamību un lietotājdraudzīgumu.
Kas ir nanofluīdi?
Nanofluīds ir šķidrums, kas satur nano izmēra daļiņas (≺100nm), ko parasti sauc par nanodaļiņām. Nanodaļiņas, ko izmanto nanofluīdos, parasti ir izgatavotas no metāliem, oksīdiem, karbīdiem vai oglekļa nanocaurulītēm. Šīs nanodaļiņas tiek disperģētas bāzes šķidrumā (piemēram, ūdens eļļā utt.), Lai iegūtu inženierijas ceļā iegūtu koloidālu suspensiju, t.i., nanofluīdu. Nanofluīdiem piemīt uzlabotas termofizikālās īpašības, piemēram, siltumvadītspēja, termiskā difūzija, viskozitāte un konvekcijas siltuma pārneses koeficienti, salīdzinot ar bāzes šķidruma materiāla īpašībām.
Izplatīts nanofluīdu pielietojums ir to izmantošana kā dzesēšanas šķidrums vai aukstumaģents. Pievienojot nanodaļiņas parastajiem dzesēšanas šķidrumiem (piemēram, ūdenim, eļļai, etilēnglikolam, polialfaolefīnam utt.), Tiek uzlabotas parasto dzesēšanas šķidrumu termiskās īpašības.
- dzesēšanas / siltuma pārneses šķidrumi
- Smērvielas
- biomedicīnas pielietojums
Nanofluīdu izgatavošana ar ultraskaņas homogenizatoru
Nanofluīdu mikrostruktūru var ietekmēt un manipulēt, izmantojot vispiemērotāko homogenizācijas tehnoloģiju un apstrādes parametrus. Ultraskaņas dispersija ir pierādīta kā ļoti efektīva un uzticama nanofluīdu sagatavošanas tehnika. Ultraskaņas izkliedētāji tiek izmantoti pētniecībā un rūpniecībā, lai sintezētu, dzirnavas, izkliedētu un homogenizētu nanodaļiņas ar augstu viendabīgumu un šauru daļiņu izmēru sadalījumu. Procesa parametri nanofluīdu sintēzei ietver ultraskaņas enerģijas ievadi, ultraskaņas amplitūdu, temperatūru, spiedienu un skābumu. Futhermore, reaģentu un piedevu veidi un koncentrācijas, kā arī secība, kādā piedevas tiek pievienotas šķīdumam, ir svarīgi faktori.
Ir labi zināms, ka nanofluīdu īpašības ir ļoti atkarīgas no nanomateriālu struktūras un formas. Tāpēc nanofluīdu kontrolējamu mikrostruktūru iegūšana ir galvenais faktors, kas veicina nanofluīdu funkcionalitāti un kvalitāti. Izmantojot optimizētus ultrasonikācijas parametrus, piemēram, amplitūdu, spiedienu, temperatūru un enerģijas ievadi (Ws/ml), ir galvenais, lai radītu stabilu, vienmērīgu augstas kvalitātes nanofluīdu. Ultrasonication var veiksmīgi pielietot deagglomerātam un izkliedēt daļiņas atsevišķās izkliedētās nanodaļiņās. Ar mazāku daļiņu izmēru Brauna kustība (Brauna ātrums), kā arī daļiņu un daļiņu mijiedarbība palielinās un rada stabilākus nanofluīdus. Hielscher ultrasonikatori ļauj precīzi kontrolēt visus svarīgos apstrādes parametrus, var darboties nepārtraukti augstās amplitūdās (24/7/365) un nāk ar automātisku datu protokolēšanu, lai viegli novērtētu visus ultraskaņas braucienus.
Ultraskaņas apstrāde Uzlabota nanofluīdu stabilitāte
Attiecībā uz nanofluīdiem nanodaļiņu aglomerācija izraisa ne tikai mikrokanālu nosēšanos un aizsērēšanu, bet arī nanofluīdu siltumvadītspējas samazināšanos. Ultraskaņas deagglomerācija un dispersija tiek plaši izmantota materiālu zinātnē un rūpniecībā. Ultraskaņas apstrāde ir pierādīta metode, lai sagatavotu stabilas nano-dispersijas ar vienmērīgu nanodaļiņu sadalījumu un lielu stabilitāti. Tāpēc Hielscher ultraskaņas izkliedētāji ir vēlamā tehnoloģija, kad runa ir par nanofluīdu ražošanu.
Ultrasoniski ražoti nanofluīdi pētniecībā
Pētījumi ir pētījuši ultrasonication un ultraskaņas parametru ietekmi uz nanofluīdu īpašībām. Lasiet vairāk par zinātniskajiem atklājumiem par ultraskaņas nanofluīdu sagatavošanu.
Ultraskaņas ietekme uz Al2O3 nanofluīdu sagatavošanu
(2014) konstatēja, ka pie "augstākas daļiņu koncentrācijas bija lielāks nanofluīdu termiskās difūzijas uzlabojums, kas rodas ultraskaņas apstrādes rezultātā. Turklāt lielāka stabilitāte un termiskās difūzijas uzlabošana tika iegūta, pirms mērīšanas apstrādājot nanofluīdus ar lielākas jaudas zondes sonikatoru. Termiskās difūzijas uzlabošana bija lielāka mazāka izmēra NP. Tas ir tāpēc, ka mazākām daļiņām ir lielāka efektīvā virsmas laukuma un tilpuma attiecība. Tādējādi mazākas daļiņas palīdzēja veidot stabilu nanofluīdu un ultraskaņas apstrādi ar ultraskaņas zondi būtiski ietekmēja termisko difūziju. (Noroozi et al. 2014)
Soli pa solim instrukcijas Al2O3-ūdens nano šķidrumu ultraskaņas ražošanai
Vispirms nosveriet Al2O3 nanodaļiņu masu ar digitālo elektronisko svaru. Tad pakāpeniski ielieciet Al2O3 nanodaļiņas nosvērtajā destilētajā ūdenī un sakratiet Al2O3-ūdens maisījumu. Nepārtraukti sonikājiet maisījumu 1h ar ultraskaņas zondes tipa ierīci UP400S (400W, 24kHz, skatīt attēlu pa kreisi), lai radītu vienmērīgu nanodaļiņu dispersiju destilētā ūdenī. Nanofluīdus var pagatavot dažādās frakcijās (0,1%, 0,5% un 1%). Virsmaktīvās vielas vai pH izmaiņas nav nepieciešamas. (Isfahani et al., 2013)
Ultrasoniski noregulēti ūdens ZnO nanofluīdi
(2021) savā zinātniskajā pētījumā norāda, ka "Ultrasonication ir būtisks process nanodaļiņu pareizai dispersijai bāzes šķidrumā un stabilitātē, kā arī optimālām īpašībām reālās pasaules lietojumiem." Viņi izmantoja ultrasonicator UP200Ht, lai ražotu ZnO / ūdens nanofluīdus. Ultraskaņas apstrādei bija skaidra ietekme uz ūdens ZnO nanofluīda virsmas spraigumu. Pētnieku atklājumu rezultātā tiek secināts, ka virsmas spraigumu, nanoplēves veidošanos un citas saistītas jebkura nanofluīda īpašības var pielāgot un noregulēt atbilstošos ultrasonikācijas apstākļos.
- Ļoti efektīvs
- Uzticama nanodaļiņu dispersija
- vismodernākās tehnoloģijas
- Pielāgojams jūsu pieteikumam
- 100% lineāri mērogojams jebkurai ietilpībai
- Viegli pieejams
- Rentablu
- Drošs un lietotājam draudzīgs
Ultraskaņas homogenizatori nanofluīdu ražošanai
Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas ultraskaņas izkliedētājus visu veidu homogenizācijas un deagglomerācijas lietojumiem. Kad runa ir par nanofluīdu ražošanu, izšķiroša nozīme ir precīzai ultraskaņas kontrolei un uzticamai nanodaļiņu suspensijas ultraskaņas apstrādei.
Hielscher Ultrasonics' procesori dod jums pilnīgu kontroli pār visiem svarīgajiem apstrādes parametriem, piemēram, enerģijas ievadi, ultraskaņas intensitāti, amplitūdu, spiedienu, temperatūru un aiztures laiku. Tādējādi jūs varat pielāgot parametrus optimizētiem apstākļiem, kas pēc tam noved pie augstas kvalitātes nanofluīdiem.
- Jebkuram tilpumam / ietilpībai: Hielscher piedāvā ultrasonikatorus un plašu piederumu portfeli. Tas ļauj konfigurēt ideālu ultraskaņas sistēmu jūsu lietojumam un ražošanas jaudai. No maziem flakoniem ar mililitriem līdz liela apjoma plūsmām tūkstošiem galonu stundā, Hielscher piedāvā piemērotu ultraskaņas risinājumu jūsu procesam.
- Stabilitāti: Mūsu ultraskaņas sistēmas ir izturīgas un uzticamas. Visi Hielscher ultrasonikatori ir būvēti 24/7/365 darbībai un prasa ļoti nelielu apkopi.
- Lietotājdraudzīgums: Mūsu ultraskaņas ierīču izstrādātā programmatūra ļauj iepriekš izvēlēties un saglabāt ultraskaņas iestatījumus vienkāršai un uzticamai ultraskaņas apstrādei. Intuitīvā izvēlne ir viegli pieejama, izmantojot digitālu krāsainu skārienekrānu. Attālā pārlūka vadība ļauj darboties un uzraudzīt, izmantojot jebkuru interneta pārlūkprogrammu. Automātiska datu ierakstīšana saglabā procesa parametrus jebkurai ultraskaņas apstrādei, kas tiek veikta ar iebūvētu SD karti.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
---|---|---|
1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Literatūra / Atsauces
- Noroozi, Monir; Radiman, Shahidan; Zakaria Azmi (2014): Influence of Sonication on the Stability and Thermal Properties of Al2O3 Nanofluids. Journal of Nanomaterials 2014.
- Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.
- Asadi, Amin; Ibrahim M. Alarifi (2020): Effects of ultrasonication time on stability, dynamic viscosity, and pumping power management of MWCNT-water nanofluid: an experimental study. Scientific Reports 2020.
- Adio, Saheed A.; Sharifpur, Mohsen; Meyer, Josua P. (2016): Influence of ultrasonication energy on the dispersion consistency of Al2O3–glycerol nanofluid based on viscosity data, and model development for the required ultrasonication energy density. Journal of Experimental Nanoscience Vol. 11, No. 8; 2016. 630-649.
- Jan, Ansab; Mir, Burhan; Mir, Ahmad A. (2019): Hybrid Nanofluids: An Overview of their Synthesis and Thermophysical properties. Applied Physics 2019.
- Elcioglu, Elif Begum; Murshed, S.M. Sohel (2021): Ultrasonically tuned surface tension and nano-film formation of aqueous ZnO nanofluids. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 72, April 2021.
- Mondragón Cazorla, Rosa; Juliá Bolívar, José Enrique; Barba Juan, Antonio; Jarque Fonfría, Juan Carlos (2012): Characterization of silica-water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: a study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, July 2012.