Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Jednorodnie rozproszone tropiki trucizny metodą ultradźwiękową

Aby wykorzystać wyjątkowe funkcje nanorurek węglowych (CNT), muszą one być jednolicie rozproszone.
Dyspergatory ultradźwiękowe są najczęstszym narzędziem służącym do rozprowadzania CNT w wodnych i rozpuszczalnikowych zawiesinach.
Technologia dyspersji ultradźwiękowej wytwarza wystarczająco dużą energię ścinania, aby osiągnąć całkowite oddzielenie trotylu bez jego uszkadzania.

Ultradźwiękowy rozpraszania nanorurek węglowych

Mocna sonizacja za pomocą sondy ultradźwiękowej typu sonda. (Kliknij, aby powiększyć!)Nanorurki węglowe (CNT) mają bardzo wysoki współczynnik kształtu i charakteryzują się niską gęstością oraz ogromną powierzchnią (kilkaset m2/g), co nadaje im wyjątkowe właściwości, takie jak bardzo wysoka wytrzymałość na rozciąganie, sztywność i ciągliwość oraz bardzo wysoka przewodność elektryczna i cieplna. Dzięki siłom Van der Waalsa, które przyciągają do siebie pojedyncze nanorurki węglowe (CNT), CNT układają się normalnie w wiązki lub pasemka. Te międzycząsteczkowe siły przyciągania opierają się na zjawisku układania w stosy π-bond między sąsiadującymi nanorurkami, znanym jako π-stacking. Aby w pełni wykorzystać zalety nanorurek węglowych, aglomeraty te muszą być rozdzielone, a CNT muszą być rozprowadzane równomiernie w jednorodnej dyspersji. Intensywna ultrasonizacja powoduje kawitację akustyczną w płynach. Powstałe w ten sposób miejscowe naprężenia ścinające przerywają agregaty CNT i równomiernie rozpraszają je w jednorodnej zawiesinie. Technologia dyspersji ultradźwiękowej wytwarza wystarczająco dużą energię ścinania, aby osiągnąć całkowite oddzielenie trotylu bez jego uszkadzania. Nawet w przypadku wrażliwych SWNT-ów sonikowanie jest z powodzeniem stosowane w celu ich oddzielenia od siebie. Ultrasonizacja zapewnia wystarczający poziom naprężeń, aby oddzielić agregaty SWNT, nie powodując przy tym większych pęknięć poszczególnych nanorurek (Huang, Terentjev 2012).

Zalety ultradźwiękowej dyspersji CNT

  • Pojedynczo rozproszone trotyle CNT
  • Jednolita dystrybucja
  • Wysoka skuteczność dyspersji
  • Wysokie obciążenie CNT
  • Brak degradacji CNT
  • szybkie przetwarzanie
  • dokładne sterowanie procesem
UIP2000hdT - ultradźwięk 2kW do dyspersji nanorurek węglowych.

UIP2000hdT – Mocny ultradźwiękowy aparat 2kW do dyspersji CNT

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Wysokowydajne systemy ultradźwiękowe do dyspersji CNT

Hielscher Ultrasonics dostarcza wydajne i niezawodne urządzenia ultradźwiękowe do skutecznego rozpraszania trombiny. Czy trzeba przygotować małe próbki CNT do analizy i R&D lub muszą Państwo produkować duże partie przemysłowe dyspersji masowych, asortyment produktów firmy Hielscher oferuje idealny system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania. Od Ultradźwięki o mocy 50W dla laboratorium do Przemysłowe urządzenia ultradźwiękowe o mocy 16 kW do produkcji komercyjnej, Hielscher Ultrasonics ma cię na oku.
W celu uzyskania wysokiej jakości dyspersji nanorurek węglowych, parametry procesu muszą być dobrze kontrolowane. Amplituda, temperatura, ciśnienie i czas retencji są najbardziej krytycznymi parametrami dla równomiernego rozkładu CNT. Ultradźwięki firmy Hielscher nie tylko pozwalają na precyzyjne sterowanie każdym parametrem, ale wszystkie parametry procesu są automatycznie zapisywane na zintegrowanej karcie SD cyfrowych systemów ultradźwiękowych firmy Hielscher. Protokół każdego procesu sonizacji pomaga zapewnić powtarzalne wyniki i stałą jakość. Poprzez zdalne sterowanie z przeglądarki użytkownik może obsługiwać i monitorować urządzenie ultradźwiękowe bez konieczności przebywania w miejscu, w którym znajduje się system ultradźwiękowy.
Ponieważ jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) i wielościenne nanorurki węglowe (MWNT), jak również wybrane wodne lub rozpuszczalnikowe medium wymagają szczególnej intensywności przetwarzania, amplituda ultradźwiękowa jest kluczowym czynnikiem w przypadku produktu końcowego. Hielscher Ultrasonics’ przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać zarówno bardzo wysokie, jak i bardzo łagodne amplitudy. Ustalić idealną amplitudę dla Twoich wymagań procesowych. Nawet amplitudy do 200 µm mogą być z łatwością wykorzystywane w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud, dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Nasi klienci są zadowoleni z wyjątkowej wytrzymałości i niezawodności systemów Hielscher Ultrasonic. Instalacja w trudnych warunkach pracy, w wymagających środowiskach i praca w trybie 24/7 zapewniają wydajną i ekonomiczną obróbkę. Intensyfikacja procesu ultradźwiękowego skraca czas przetwarzania i pozwala uzyskać lepsze wyniki, tj. wyższą jakość, wyższą wydajność, innowacyjne produkty.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
0.5-1,5 mL b.d. VialTweeter
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z formularza poniżej, jeśli chcesz zażądać dodatkowych informacji na temat ultradźwiękowej homogenizacji. Chętnie zaoferujemy Państwu system ultradźwiękowy, spełniający Państwa wymagań.









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne ultradźwięki do zastosowań sonochemicznych.

Wysokowydajne procesory ultradźwiękowe od laboratorium do skali pilotażowej i przemysłowej.

Literatura / Referencje

  • Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
  • Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
  • Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
  • Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
  • Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
  • Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
  • Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.



Fakty Warto wiedzieć

nanorurki węglowe

Nanorurki węglowe (CNT) należą do specjalnej klasy jednowymiarowych materiałów węglowych, wykazujących wyjątkowe właściwości mechaniczne, elektryczne, termiczne i optyczne. Są one głównym komponentem wykorzystywanym w rozwoju i produkcji zaawansowanych nanomateriałów, takich jak nanokompozyty, wzmocnione polimery itp. i dlatego są wykorzystywane w najnowszych technologiach. CNT charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością na rozciąganie, doskonałymi właściwościami przewodzenia ciepła, niskimi szczelinami pasmowymi oraz optymalną stabilnością chemiczną i fizyczną, co sprawia, że nanorurki są obiecującym dodatkiem do materiałów wielorakich.
W zależności od struktury CNTS dzieli się na jednościenne nanorurki węglowe (SWNT), dwupościenne nanorurki węglowe (DWCNT) i wielościenne nanorurki węglowe (MWNT).
SWNT są wydrążonymi, długimi cylindrycznymi rurami wykonanymi z jednej atomowej ściany węglowej. Arkusz atomowy węglowodorów jest ułożony w siatce plastra miodu. Często są one koncepcyjnie porównywane do zrolowanych arkuszy jednowarstwowego grafitu lub grafenu.
DWCNT składają się z dwóch jednościennych nanorurek, z których jedna umieszczona jest w drugiej.
MWNT to forma CNT, w której wiele jednościennych nanorurek węglowych jest umieszczonych wewnątrz siebie. Ponieważ ich średnica waha się od 3-30 nm, a ponieważ mogą one rosnąć na długości kilku centymetrów, ich współczynnik kształtu może wynosić od 10 do 10 milionów. W porównaniu z nanowłóknami węglowymi, MWNT mają inną strukturę ścian, mniejszą średnicę zewnętrzną i puste wnętrze. Powszechnie stosowanymi przemysłowo typami MWNT są np. Baytubes® C150P , Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 oraz FutureCarbon CNT-MW.
Synteza CNT: CNT mogą być wytwarzane metodą syntezy plazmowej lub metodą odparowania z wyładowań łukowych, metodą ablacji laserowej, procesem syntezy termicznej, chemicznym osadzaniem par (CVD) lub plazmowym chemicznym osadzaniem par.
Funkcjonalizacja CNT: Aby poprawić właściwości nanorurek węglowych i uczynić je bardziej odpowiednimi do konkretnego zastosowania, CNT są często funkcjonalizowane, np. poprzez dodanie grup kwasu karboksylowego (-COOH) lub hydroksylowego (-OH).

CNT Dodatki dyspergujące CNT

Kilka rozpuszczalników, takich jak nadkwasy, ciecze jonowe i N-cykloheksylo-2-pirolidnon jest w stanie przygotować stosunkowo wysokie stężenia dyspersji CNT, podczas gdy najczęściej stosowane rozpuszczalniki do nanorurek, takie jak N-metylo-2-pirolidon (NMP), dimetyloformamid (DMF) i 1,2-dichrolobenzen, mogą rozpraszać nanorurki tylko przy bardzo niskich stężeniach (np. zazwyczaj <0.02 wt% of single-walled CNTs). The most common dispersion agents are polyvinylpyrrolidone (PVP), Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS), Triton 100, or Sodium Dodecyl Sulfonate (SDS). Cresols are a group of industrial chemicals which can process CNTs at concentrations up to tens of weight percent, resulting in a continuous transition from dilute dispersions, thick pastes, and free-standing gels to an unprecedented playdough-like state, as the CNT loading increases. These states exhibit polymer-like rheological and viscoelastic properties, which are not attainable with other common solvents, suggesting that the nanotubes are indeed disaggregated and finely dispersed in cresols. Cresols can be removed after processing by heating or washing, without altering the surface of CNTs. [Chiou et al. 2018]

Zastosowania dyspersji CNT

Aby wykorzystać zalety CNT, muszą one być rozproszone w cieczy, takiej jak polimery, równomiernie rozproszone CNT są wykorzystywane do produkcji tworzyw przewodzących, wyświetlaczy ciekłokrystalicznych, organicznych diod elektroluminescencyjnych, ekranów dotykowych, elastycznych wyświetlaczy, ogniw słonecznych, tuszy przewodzących, statycznych materiałów kontrolnych, w tym folii, pianek, włókien i tkanin, powłok polimerowych i klejów, wysokowydajnych kompozytów polimerowych o wyjątkowej wytrzymałości mechanicznej i wytrzymałości, włókien kompozytowych polimerowo/NT, a także lekkich i antystatycznych materiałów.