अल्ट्रासोनिक नैनो-स्ट्रोररिंग पोर्सस धातु उत्पादन गर्न

Sonochemistry नैनो सामग्रीको ईन्जिनियरिङ् र functionalization को लागि एक धेरै प्रभावशाली उपकरण हो। धातु विज्ञान मा, अल्ट्रासोनिक विक्रयकरण को धब्बे धातु को गठन लाई बढावा दि्छ। डा Daria Andreeva को अनुसन्धान समूह मेसोपोरस धातुहरु को उत्पादन को लागि एक प्रभावी र लागत प्रभावी अल्ट्रासाउंड-समर्थित प्रक्रिया विकसित गर्यो।
बहुमूल्य धातुहरूले गुणस्तरका शाखाहरूको उच्च रुचिलाई आकर्षित गर्छन् किनभने उनीहरूको उत्कृष्ट विशेषताहरू जस्तै तिनीहरूको जंग प्रतिरोध, मेकानिकल बल र क्षमता उच्च तापमानको सामना गर्न क्षमता। यी गुणहरू nanostructured सतहहरु मा आधारित हुन्छन् pores संग व्यास मा केवल केहि नैनोमीटर को मापने। Mesoporous सामाग्री मुद्रा आकार द्वारा विशेषता हो 2 देखि 50 एनएम के बीच, जबकि microporous सामग्री के पास 2nm से पीकोर का आकार कम है। बायोरेथ विश्वविद्यालयको डा डार्रिया अर्डेव (शारीरिक रसायन विज्ञान विभाग) सहित एक अन्तर्राष्ट्रिय अनुसन्धान टोलीले यस्ता धातु संरचनाको डिजाइन र उत्पादनको लागि सफलतापूर्वक भारी शुल्क र लागत-कुशल अल्ट्रासाउन्ड प्रक्रिया विकसित गरेको छ।

यस प्रक्रियामा धातुहरू एक जलाशय समाधानमा उपचार गरिन्छ जस्तो कि केही नैनोमीटरहरूको गुफाहरू विकसित हुन्छ, ठीक परिभाषित अंतरालहरूमा। यी दर्जी बनाइएका ढाँचाहरूका लागि, पहिले नै अभिनव अनुप्रयोगहरूको व्यापक स्पेक्ट्रम छ, जसमा एयर सफाई, ऊर्जा भण्डारण वा मेडिकल प्रविधि समावेश छ। विशेष गरी प्रतिज्ञा गर्दा नैनोमोमेटिट्समा अप्ठ्यारो धातुहरूको प्रयोग हो। यो एक नयाँ वर्गको समग्र सामग्री हो, जसमा एक धेरै राम्रो म्याट्रिक्स ढाँचाको आकार 20 देखि 20 सेन्टिमिटरसम्मको कणमा भरिएको छ।

नयाँ प्रविधिले अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पन्न बबल गठन को प्रक्रिया को उपयोग गर्दछ, जसलाई भौतिकी मा cavitation भनिन्छ (लाट देखि व्युत्पन्न। “cavus” = “खाली”)। अलमल्याउने क्रममा, यो प्रक्रिया भयानक क्षतिको कारणले यो प्रोभेलर र टर्बाइनहरू जहाज गर्न सक्दछ किनभने डराउँछ। धेरै उच्च रोटेशन गतिको लागि, भाप बुलबुले पानीको भित्र बनाउँछ। अत्यन्त उच्च दबाब अन्तर्गत एक छोटो अवधि पछि बुलबुलेहरू पछिल्लो पतन हुन्छ, यस प्रकार धातु सतहहरू ध्वस्त गर्दै। को प्रक्रिया cavitation अल्ट्रासाउन्डको प्रयोग गरी उत्पन्न गर्न सकिन्छ। अल्ट्रासाउंड कम्प्रेटरी लहरहरु संग आवृत्तियों संग श्रव्य श्रेणी (20 केजीएचजेड) को माथि छ र पानी र जलीय समाधान मा वैक्यूम बुलबुले उत्पन्न गर्दछ। जब यी बुलबुले असम्पीडित हुन्छ भने धेरै हदसम्म डिग्री सेन्टिग्रेड र 1000 पट्टीको अत्यन्त उच्च दबाव उत्पन्न हुन्छ।

माथिको योजनाले धातुको कणको परिमार्जनमा ध्वनिक cavitation को प्रभाव देखाउँछ। जस्ता पिंक (पोष्ट) जस्ता जस्ता (Zn) को रूपमा धातु पूर्णतया अक्साइड हुन्छ; उच्च पिघल प्वाइन्ट जस्ता निकल (नी) र टाइटेनियम (टाई) प्रदर्शनको साथमा ध्वनि संशोधनहरू sonication अन्तर्गत धातुहरू छन्। अल्युमिनियम (अल) र मेग्नेशियम (मिलीग्राम) को रूप मा mesoporous संरचनाहरु। अक्साइडेशन विरुद्ध स्थिरताको कारण नोबेल धातुहरू अल्ट्रासाउन्ड विकिरणको लागि प्रतिरोधी हुन्छन्। धातुहरु को पिघलने बिंदु डिग्री केल्विन (के) मा निर्दिष्ट गरिएको छ।

यस प्रक्रिया को एक सटीक नियंत्रण धातु को निश्चित भौतिक र रासायनिक विशेषताहरु - एक जलीय समाधान मा निलंबित धातुहरु को लक्षित nanostructuring को लाग्न सक्छ। यस्तो धातुको उजागर गर्दा धातुहरू धेरै भिन्न प्रतिक्रियाको रूपमा, डा डार्ल अरेव्वेले गोल्म, बर्लिन र मिन्स्कको सहकर्मीसँग मिलेर देखाए। जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता जस्ता, एल्युमिनियम र म्याग्नेशियम जस्ता म्याट्रिक्स ढाँचाले क्रमशः गठित बनाइयो, अक्साइड कोटिंग द्वारा स्थिर। यो विषम धातुहरूमा परिणामहरू जुन उदाहरणका लागि तुलनात्मक सामग्रीमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ। नोबल धातुहरू जस्तै सुन, प्लेटिनम, चाँदी र पालीडियम तथापि व्यवहार फरक हुन्छ। उनीहरूको कम ओक्साइडेशन प्रवृत्तिको कारण, अल्ट्रासाउन्ड उपचारको विरोध र उनीहरूको प्रारम्भिक ढाँचा र गुणहरू कायम राख्छन्।

माथिको चित्रले थाहा पाउँछ कि अल्ट्रासाउन्ड पनि जंगली विरुद्ध एल्यूमिनियम मिश्रहरूको सुरक्षाको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। बायाँमा: एक अत्यधिक संक्षारक समाधान मा एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु को फोटो, सतह को इलेक्ट्रोनिकोस्कोपिक छवि को तल, जसमा - sonicationication को कारण - एक polyelectolyte कोटिंग गठन गरिएको छ। यो कोटिंग 21 दिन को लागि जंग को बिरुद्ध सुरक्षा प्रदान गर्दछ। दाँयामा: बेनाकरणमा उजागर नगरिएको एउटै एल्युमिनियम मिश्र धातु। सतह पुरा तरिकाले corroded छ।

तथ्य यो हो कि विभिन्न धातुहरूले नाटकीय रूप देखि विभिन्न तरिकाहरूमा प्रतिक्रिया पुर्याउन सङ्कलन गर्न सक्छन् सामग्री विज्ञानमा नवाचारहरूको लागि। मिश्र धातु को एक तरह से नैनोमोजोजिट में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसमें अधिक स्थिर सामग्री के कण कम स्थिर धातु के porous मैट्रिक्स में encased रहे हैं। धेरै ठूला सतह क्षेत्रहरू यसैले धेरै सीमित ठाउँमा उत्पन्न हुन्छन्, जसले यी नैनोमोजिमेटहरूलाई उत्प्रेरकहरूको रूपमा प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ। तिनीहरूले विशेष गरी छिटो र प्रभावकारी रासायनिक प्रतिक्रियाहरू प्रभाव पार्छन्।

प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर प्रोफेसर डा। अरेन्द्र फेरी, डा। निकोलस पाजस-पेरेस र जेना श्फेफर्न्सले भौतिक रसायन विज्ञान विभागको विभागलाई अनुसन्धान परिणाममा योगदान दिए। मैक्स प्लक इन्स्टीट्यूट ऑफ कोललोड्स र इंटरफेस गोल्म, हेलमोहोल्ज-जेन्ट्रम बर्लिन फ्यु मट्रेनएएन एन एर्जेजी जीएमएचएच र मिन्स्कको बेलारूसी स्टेट यूनिभर्सिटीमा उनीहरूको सहकर्मीसँग, उनीहरूले भर्खरैका पत्रिकाहरूमा अनलाइनका नतिजाहरू प्रकाशित गरेका छन्। “Nanoscale”।