Hielscher ultralydteknologi

Ultrasonic Dispersing av Carbon Nanotubes (CNT)

Carbonnanotubes er sterke og fleksible, men veldig sammenhengende. De er vanskelige å spre i væsker, som vann, etanol, olje, polymer eller epoksyharpiks. Ultralyd er en effektiv metode for å oppnå diskret – single-dispergert – carbonnanotubes.

Carbonnanotubes (CNT) brukes i lim, belegg og polymerer og som elektrisk ledende fyllstoffer i plast for å avlede statiske ladninger i elektrisk utstyr og i elektrostatisk malingsbare billegemer. Ved bruk av nanorør kan polymerer gjøres mer motstandsdyktige mot temperaturer, sterke kjemikalier, korrosive miljøer, ekstreme trykk og slitasje. Det finnes to kategorier av karbonnanorør: Enkelveggs nanorør (SWNT) og multi-wall nanorør (MWNT).

Ultralydbehandling er en enkel og effektiv metode for å spre karbonnanorør i vann eller organiske løsemidler.Carbonnanotubes er vanligvis tilgjengelige som tørt materiale, f.eks. Fra selskaper, som f.eks SES forskning eller CNT Co., Ltd. En enkel, pålitelig og skalerbar prosess for deagglomerering er nødvendig, for å utnytte nanorørene til sitt maksimale potensial. For væsker på opptil 100.000cP ultralyd er en svært effektiv teknologi for spredning av nanorør i vann, olje eller polymerer ved lave eller høye konsentrasjoner. De flytende jetstrømmene som følge av Ultralydkavitasjon, overvinne bindekreftene mellom nanorørene og skille rørene. På grunn av de ultrasonisk genererte skjærkraftene og mikroturbulensene kan ultralyd også bistå i overflatebelegg og kjemisk reaksjon av nanorør med andre materialer.

Ultralydbehandling er en effektiv prosedyre for å eliminere karbonnanotubes i vann eller organiske løsningsmidler.Vanligvis er en grov nanotube-dispersjon først forhåndsblandet av en standard rører og deretter homogenisert i ultralydstrømningscellereaktoren. Videoen nedenfor (Klikk på bildet for å starte!) viser en laboratorieprøve (batch sonikering ved hjelp av en UP400S) dispergerende multiwallkarbonnanotubes i vann ved lav konsentrasjon. På grunn av karbonens kjemiske natur er dispergeringsegenskapen til nanorør i vann ganske vanskelig. Som vist i videoen, kan det enkelt demonstreres at ultralydbehandling er i stand til å spre nanorør effektivt.

Ultralyd dispersjon av Carbon Nanotubes: Hielscher ultrasonicator UP400S (400W) sprer og fraker CNTs raskt og effektivt inn i enkelt nanorør.

Spredning av karbonnanorør i vann ved hjelp av UP400S

Dispersjon av individuelle SWNTs med høy lengde

Et stort problem for behandling og manipulering av SWNT er den uoppløselige løsningen av rørene i vanlige organiske løsningsmidler og vann. Funksjonalisering av nanobuks sidevegg eller åpne ender for å skape et passende grensesnitt mellom SWNTene og løsningsmidlet, som hovedsakelig fører til delvis eksfoliering av SWNT-tauene, bare.
Som et resultat blir SWNTene vanligvis dispergert som bunter i stedet for fullt isolerte individuelle gjenstander. Når for harde forhold benyttes under spredning, blir SWNTene forkortet til lengder mellom 80 og 200 nm. Selv om dette er nyttig for visse tester, er denne lengden for liten til de fleste praktiske anvendelser, som halvledende eller forsterkende SWNT. Kontrollert, mild ultralydbehandling (f.eks. Ved UP200Ht med 40mm sonotrode) er en effektiv fremgangsmåte for å fremstille vandige dispersjoner av lange individuelle SWNT'er. Sekvenser av mild ultralyd minimerer forkortelsen og tillater maksimal bevaring av strukturelle og elektroniske egenskaper.

Rensing av SWNT ved polymerassistert ultralydbehandling

Det er vanskelig å studere den kjemiske modifikasjonen av SWNT på molekylær nivå, fordi det er vanskelig å oppnå rene SWNT. As-grown SWNTs inneholder mange urenheter, som metallpartikler og amorfe karboner. Ultralydbehandling av SWNT i en monoklorbenzen (MCB) løsning av poly (metylmetakrylat) PMMA etterfulgt av filtrering er en effektiv måte å rense SWNT på. Denne polymer-assisterte rensemetoden tillater å fjerne urenheter fra så utbredte SWNTer effektivt. (Yudasaka et al.) Nøyaktig kontroll av ultrasoniseringsamplituden gjør det mulig å begrense skader på SWNTene.

Hielscher en utvalg av ultralydsenheter og tilbehør for effektiv spredning av nanorør.

Be om mer informasjon!

Vennligst fyll ut dette skjemaet hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om bruk av ultralyd for å spre karbonnorør.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur

Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): En enkel måte å kjemisk reagere enkelt-vegg Crabon Nanotubes med organiske materialer ved hjelp av ultrasonication; i Nano Letters, vol. 1, nr. 7, 2001, s. 361-363.

Yudasaka, M .; Zhang, M .; Jabs, C .; Iijima, S. (2000): Utlignings vare opptellings vare En 2000, 71, 449.

Paredes, JI, Burghard, M. (2004): Dispersjoner av Individuelle Enkeltbelagte Carbon Nanotubes of High Length, i: Langmuir, Vol. 20, nr. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.