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.

Ultrasoniski izkliedēts nano izmēra silīcija dioksīds

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

Noroozi et al. (2014) konstatēja, ka pie “augstāka daļiņu koncentrācija, sonikācijas rezultātā vairāk palielinājās nanošķidrumu siltumdifūzija. Turklāt lielāku stabilitāti un siltuma difūzijas koeficienta palielināšanos panāca, pirms mērījumu veikšanas sonicējot nanošķidrumus ar lielākas jaudas zondes sonikatoru.” Termiskās difūzijas palielināšanās bija lielāka mazāka izmēra NP. Tas ir tāpēc, ka mazākām daļiņām ir lielāks efektīvais virsmas laukums pret tilpumu. Tādējādi mazākas daļiņas palīdzēja veidot stabilu nanotecefektu, un sonikācija ar ultraskaņas zondi būtiski ietekmēja termisko difūzivitāti. (Noroozi et al. 2014)

Soli pa solim Al2O3-ūdens nanošķidrumu ultraskaņas ražošanas instrukcija

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

Elcioglu et al. (2021) savā zinātniskajā pētījumā norāda, ka “Ultraskaņas izmantošana ir būtisks process, lai nodrošinātu nanodaļiņu pareizu dispersiju bāzes šķidrumā un stabilitāti, kā arī optimālas īpašības reālai lietošanai.” Viņi izmantoja ultrasonikatoru UP200Ht, lai iegūtu ZnO/ūdens nanotehniskos šķidrumus. Sonikācijai bija skaidra ietekme uz ZnO ūdens nanoteču virsmas spraigumu. Pētnieku secinājumi ļauj secināt, ka virsmas spraigumu, nanoplēves veidošanos un citas ar to saistītās jebkura nanošķidruma īpašības var regulēt un noregulēt piemērotos ultraskaņas apstākļos.

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 nodrošina pilnīgu kontroli pār visiem svarīgākajiem apstrādes parametriem, piemēram, ievadīto enerģiju, ultraskaņas intensitāti, amplitūdu, spiedienu, temperatūru un aiztures laiku. Tādējādi jūs varat pielāgot parametrus optimizētiem apstākļiem, kas ļauj iegūt augstas kvalitātes nanošķidrumus.

• Jebkuram tilpumam? jauda: 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: