Exfoliación ultrasónica xenos

Ya xenos ya nanomateriales monoelementales 2D ko propiedades 'mefa komongu 'nar área superficial xi mextha, propiedades físico-químicas anisotrópicas da incluyen 'nar conductividad eléctrica mäs xi ngu wa resistencia ar tracción. Ar exfoliación wa delaminación ultrasónica ge 'nar técnica xi hño ne ya fiable pa producir nanoláminas 2D ar sola 'nar capa a partir de materiales precursores jar capas. Ar exfoliación ultrasónica ya xi establecida pa ar producción nanohojas xenos mextha hño ma escala industrial.

xenes – Nanoestructuras monocapa

Ya xenos ya nanomateriales monocapa (2D), monoelementales, da presentan 'nar estructura similar 'na jar grafeno, 'nar enlace covalente intracapa ne ya ndu nzafi ar van der Waals yá ts'e̲di ja ya capas. Ejemplos materiales o̲t'e nsa̲di ya xenos ya ar borofeno, ar silicano, ar germaneno, ar estano, fosforeno (fósforo mpothe), ar arseneno, ar bismuteno, ar telureno ne ar antimoneno. Nu'bya ár estructura 2D ar sola 'nar capa, ya nanomateriales xenos ar caracterizan ja 'nar superficie ar na dätä, nja'bu komongu ya reactividades químicas ne físicas mejoradas. Gi características ar estructurales da uni jar nanomateriales ar xenos impresionantes propiedades fotónicas, catalíticas, magnéticas ne electrónicas ne o̲t'e ne gi nanoestructuras 'bu̲hu̲ xi interesantes pa numerosas aplicaciones industriales. Ar tsita ar izquierda gi 'ñudi imágenes SEM ar borofeno exfoliado ya ultrasonidos.

Producción nanomateriales Xenes ir nge ya delaminación ultrasónica

Exfoliación líquida ar nanomateriales jar capas: Ya nanohojas 2D ar sola 'nar capa ar producen a partir de materiales inorgánicos ko ya estructuras jar capas (nt'udi, grafito) da consisten jar capas anfitrionas apiladas hinda apilar da muestran 'nar expansión wa hinchazón ar galería capa capa ir intercalación ciertos iones y/o solventes. Ar exfoliación, dá da fase ar estratificada bí divide jar nanoláminas, suele acompañar hinchazón nu'bya ya atracciones electrostáticas rápidamente debilitadas ja ya capas da producen dispersiones coloidales ya capas wa láminas 2D Nthuts'i. (cf. Geng et ar, 2013) Da general, ar mfädi ne ar hinchazón facilita exfoliación ir nge ya ultrasonidos ne xta lugar da nanohojas cargadas negativamente. Ar pretratamiento químico 'nehe facilita exfoliación ir nge ya sonicación jar disolventes. Ngu, ar funcionalización permite ar exfoliación hidróxidos dobles (LDH) jar capas jar alcoholes. (cf. Nicolosi et jar el., 2013)
Pa ar exfoliación yá delaminación ultrasónica, ar hñei estratificado ar expone da potentes ondas ultrasónicas ja 'nar disolvente. Nu'bu̲ ya ondas ultrasónicas mextha densidad energética ar acoplan ja 'nar líquido wa lodo, bí produce ar cavitación acústica, 'nehe conocida komongu ar ultrasonidos. Ar cavitación ar ultrasónica bí caracteriza ya colapso ya burbujas ar vacío. Ya ondas ultrasónicas viajan a través de jar líquido ne generan ciclos ar alternos xí hñets'i'i presión yá mextha ya presión. Diminutas ya burbujas ar vacío surgen Nxoge 'nar ciclo xí hñets'i'i presión (rarefacción) ne crecen a lo largo de varios ciclos xí hñets'i'i presión yá mextha ya presión. Nu'bu̲ 'nar burbuja cavitación alcanza punto ja hingi tsa̲ da absorber mäs energía, ar burbuja implosiona violentamente ne crea localmente ya nkohi xi densas jar energía. 'Nar punto mpa cavitacional xi determinado ya presiones ne ya temperaturas xi altas, presiones ne diferenciales ar mpat'i nge, chorros líquido mextha ya velocidad ne ya ndu nzafi cizallamiento. Gi fuerzas sonomecánicas ne sonoquímicas empujan disolvente ja ya capas apiladas ne rompen ya estructuras cristalinas ne partículas jar capas, produciendo nja'bu̲ nanohojas exfoliadas. Xtí ar secuencia ar imágenes gi 'ñudi proceso exfoliación ya cavitación ultrasónica.

'Nar secuencia mextha velocidad (ar ár a ja ar f) ar fotogramas da ilustran ar exfoliación sonomecánica 'nar escama grafito jar dehe utilizando ar UP200S, 'nar ultrasonido 200 W ko sonotrodo 3 mm. Ya flechas muestran lugar ar división (exfoliación) ko burbujas cavitación da penetran ar división.© Tyurnina et jar el. 2020 (CC BY – NC – ND 4.0)

Ar modelado xi demostrado ke nu'bu̲ energía superficial ar ar solvente xí similar jar ar hñei jar capas, ar diferencia energía ja ya exfoliado ne ya reagregado da na t'olo, eliminando ya ndu nzafi impulsora pa ar reagregación. Ar comparación ko ya nt'ot'e alternativos ya agitación ne ya cizallamiento, ja ya agitadores ultrasónicos proporcionaron 'nar fuente energía mäs xi hño pa ár exfoliación, nä'ä zits'i ar demostración exfoliación asistida ya intercalación iónica TaS₂Nbs₂ne MoS₂, nja'bu̲ komongu óxidos estratificados. (cf. Nicolosi et jar el., 2013)

Imágenes TEM ar nanohojas exfoliadas ya ultrasonidos líquidos: (ma) 'nar nanohoja grafeno exfoliada ir nge ya sonicación jar disolvente N – metil – pirrolidona. (B) 'nar nanolámina h – BN exfoliada ir nge ya sonicación jar disolvente ar isopropanol. (C) 'nar nanohoja MoS2 exfoliada ya sonicación ja 'nar njäts'i acuosa ya tensioactivo.(Estudio ne fotos: ©Nicolosi et jar el., 2013)

Protocolos exfoliación líquida ultrasónica

Ar exfoliación ne ar delaminación ultrasónica xenos ne ma'ra nanomateriales monocapa xi xi ampliamente estudiada jar nthoni ne bí xi transferido ko éxito ma etapa producción industrial. Tso̲kwa continuación ga presentamos protocolos ar exfoliación seleccionados ir nge ya sonicación.

Exfoliación ultrasónica nanocopos fosforeno

Ar fosforeno ('nehe conocido komongu fósforo mpothe, BP) ge 'nar hñei monoelemental jar capas 2D formado ya átomos fósforo.
Ja ár nthoni Passaglia et jar ar. (2018), bí demuestra ar nt'ot'e suspensiones estables fosforeno – metacrilato ar metilo ir nge ya exfoliación jar fase líquida (LPE) asistida ya sonicación bP jar 'bu̲i Kwä MMA seguida ar polimerización radical. Metacrilato metilo (MMA) ge 'nar monómero líquido.

Nthuts'i nkohi pa ar exfoliación líquida ultrasónica ar fosforeno

MMA_bPn, NVP_bPn ne Sty_bPn suspensiones ma obtenidas ya LPE jar 'bu̲i ar único monómero. 'Nar nt'ot'e típico, bí colocaron 5 mg ar bP, cuidadosamente triturados ja 'nar mortero, nu'bu̲ 'nar tubo ensayo ne gem'bu̲ bí agregó 'nar yá 'bede ponderada ya MMA, Sty wa NVP. Suspensión monómero ar bP bí sonicó Nxoge 90 ya t'olo ora utilizando 'nar homogeneizador UP200St ar Hielscher Ultrasonics (200W, 26kHz), equipado ko 'nar sonotrodo S26d2 (diámetro mañä: 2 mm). Ar amplitud ultrasónica ar mantuvo constante al 50% con P = 7 W. Jar ga̲tho ya casos, bí utilizó 'nar nsaha hielo pa mejorar ar disipación ar pa. Últimas ya suspensiones MMA_bPn, NVP_bPn ne Sty_bPn ar insuflaron ko N2 Nxoge 15 ya t'olo ora. Ga̲tho ya suspensiones ma analizadas ya DLS, mostrando valores ar rH xi cercanos ja ya ar DMSO_bPn. Ngu, ar suspensión MMA_bPn (mi pe̲ts'i aproximadamente ar 1% ar contenido bP) bí caracterizó ya rH = 512 ± 58 ar nm.
Gem'bu̲ ya nsadi científicos dige ar fosforeno informan ja 'nar pa sonicación ndunthe ya ora utilizando 'nar limpiador ultrasónico, disolventes mar hñets'i punto ebullición ne xí hñets'i'i dätä nt'ot'e, equipo nthoni Passaglia demuestra 'nar nthuts'i nkohi exfoliación ultrasónica xi na hño utilizando 'nar ultrasonido ar klase sonda (tso̲kwa saber, ar) Ultrasonidos Hielscher modelo UP200St).

Exfoliación ultrasónica nanohojas monocapa

Pa da lei detalles mäs específicos ne protocolos exfoliación da nanohojas ya borofeno ne ya óxido rutenio, deni ya enlaces tso̲kwa continuación:
Borofeno: Pa ga pädi ya protocolos sonicación ne ya resultados exfoliación ultrasónica ko ar borofeno, 'yot'e clic nuwa.
RuO2: Pa ga pädi ya protocolos sonicación ne ya resultados exfoliación ultrasónica nanoláminas óxido rutenio, 'yot'e clic nuwa.

Exfoliación ultrasónica nanoláminas sílice tx'u̲tho ya capas

Ar prepararon nanohojas sílice exfoliada tx'u̲tho capas a partir de vermiculita xi (Verm) ir nge ya exfoliación ultrasónica. Pa ar síntesis nanohojas ar sílice exfoliadas ar aplicó ar Xtí nt'ot'e exfoliación jar fase líquida: ar dispersaron 40 mg nanohojas sílice jar 40 mL etanol absoluto. 'Mefa, ar mezcla bí ultrasonizó Nxoge 2 h utilizando 'nar procesador ultrasónico Hielscher UP200St, equipado ko 'nar sonotrodo 7 mm. Ar amplitud ar onda ultrasónica ar mantuvo nzäm'bu̲ da 70%. Bí aplicó 'nar nsaha hielo pa nu'bu ar sobrecalentamiento. Ya SN hingi exfoliados da eliminaron ya centrifugación 1000 rpm Nxoge 10 min. Ar ngäts'i, ar producto ar decantó ne ar secó da mpat'i ambiente ja ar vacío Nxoge ar xui. (cf. Guo et jar el., 2022)

Sondas ne reactores ultrasonidos mextha nts'edi pa ar exfoliación nanohojas xenos

Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica ne distribuye ultrasonidos robustos ne fiables ja 'nar tamaño. Ndezu̲ ar dispositivos ultrasónicos compactos ar laboratorio asta ar sondas ne ar reactores ultrasónicos industriales, Hielscher pe̲ts'i ko ya ultrasónico ideal pa ár proceso. Ko 'nar maku̲nzaki mfeni jar aplicaciones komongu ar síntesis ne ar dispersión nanomateriales, ma jä'i xi hño capacitado bí recomendará ar configuración xí adecuada pa yá requisitos. Ya procesadores ultrasónicos industriales ar Hielscher ya conocidos komongu fani ar hñäki fiables ja ya instalaciones industriales. Mar tsa̲ ndi ofrecer amplitudes xi altas, ya ultrasonidos Hielscher ya ideales pa aplicaciones mar hñets'i rendimiento, komongu ar síntesis xenos ne ma'ra nanomateriales monocapa 2D komongu ar borofeno, ar fosforeno wa ar grafeno, nja'bu komongu pa 'nar dispersión fiable ar Nuya nanoestructuras.
Ecografía extraordinariamente potente: Hielscher Ultrasonics’ Ya procesadores ultrasónicos industriales ar xi ofrecer amplitudes xi altas. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Pa amplitudes aún mi pe̲ts'i, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Máxima ar hño – Diseñado ne fabricado nu Alemäña: Ya equipos ar diseñan ne fabrican ma 'mui central nu Alemäña. 'Bu̲ 'be̲tho ar entrega 'na jar cliente, nu'bu̲ dispositivo ultrasónico ar prueba cuidadosamente bí plena ar carga. Ga esforzamos ya satisfacción jar cliente ne ma producción xi estructurada pa da tsoni ko ar mäs mextha garantía hño (nt'udi, ar certificación ISO).

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos: