Nanodiamonds dispersate în suspensie apoasă cu Sonicare

Dispersiile Nanodiamond sunt eficiente și produse rapid folosind dispersoare cu ultrasunete. Deagregarea cu ultrasunete și dispersia nanodiamondelor pot fi efectuate în mod fiabil într-o suspensie apoasă. Tehnica de dispersie cu ultrasunete utilizează sare pentru modificarea pH-ului și este, prin urmare, o tehnică facile, ieftină și fără contaminanți, care poate fi ușor utilizată la scară industrială.

Nanodiamonds poate fi eficient și în mod fiabil dispersate folosind ultrasonicators Hielscher.

Cum funcționează frezarea cu ultrasunete și dispersia nanodiamondelor?

Dispersia cu ultrasunete utilizează nanodiamondele în sine ca medii de frezare. Cavitația acustică generată de undele cu ultrasunete de mare putere creează streaming lichid de mare viteză. Aceste fluxuri de lichid accelerează particulele (de exemplu, diamantele) din dejecțiile lichide, astfel încât particulele să se ciocnească cu până la 280 km/s și să se spargă în particule de dimensiuni nano. Acest lucru face ultrasonicmilling și dispersie un facile, ieftin, și tehnica fără contaminanți, care deaglomerează în mod fiabil nanodiamond în particule de dimensiuni nano stabile în soluție coloidală apoasă într-o gamă largă de pH-ul. Sarea (clorura de sodiu) este utilizată pentru a stabiliza nanodiamondele într-o suspensie apoasă.

Cu ultrasunete Nanodiamond frezat Excels șirag de mărgele Mills

Ultrasonicators de tip sondă sunt mori foarte eficiente și sunt o tehnică de frezare stabilită pentru producția pe scară largă de suspensii nanodiamond la scară industrială. Deoarece mori cu ultrasunete utiliza nanodiamonds ca medii de frezare, contaminarea prin medii de frezare, de exemplu, din margele de zirconiu, este complet evitată. În schimb, forțele cavitaționale cu ultrasunete accelerează particulele, astfel încât nanodiamondele să se ciocnească violent între ele și să se descompună la dimensiuni nano uniforme. Această coliziune interparticulă indusă ultrasonically este o metodă extrem de eficientă și fiabilă pentru producerea de nanodispersii distribuite uniform.
Metoda de dispersie și deagregare cu ultrasunete utilizează aditivi solubili în apă, nontoxici și necontaminați, cum ar fi clorura de sodiu sau zaharoza pentru reglarea pH-ului și stabilizarea dispersiei cu ultrasunete. Aceste structuri cristaline de clorură de sodiu sau zaharoză acționează în plus ca medii de frezare, susținând astfel procedura de frezare cu ultrasunete. Când procesul de frezare este finalizat, acești aditivi pot fi îndepărtați cu ușurință printr-o simplă clătire cu apă, ceea ce reprezintă un avantaj remarcabil față de un proces de margele ceramice. Frezarea tradițională a talonului, cum ar fi attritorii, utilizează medii de frezare ceramice insolubile (de exemplu, bile, margele sau perle), ale căror reziduuri abrazate contaminează dispersia finală. Îndepărtarea contaminării cauzate de mediile de frezare implică o postprocesare complexă și necesită mult timp, precum și costuri.

Tehnologia de dispersie cu ultrasunete produce eficient suspensii apoase nanodiamond cu distribuție îngustă a dimensiunii particulelor.
(Studiu și grafic: ©Turcheniuk et al., 2016)

Protocol exemplar pentru dispersia nanodiamond cu ultrasunete

Deaggregarea cu ultrasunete asistată de sare a Nanodiamonds în apă:
Un amestec de 10 g de clorură de sodiu și 0,250 g de pulbere de nanodiamond a fost măcinat pentru scurt timp manual cu ajutorul unui mortar de porțelan și pistil și plasat într-un flacon de sticlă de 20 ml împreună cu 5 ml de apă DI. Proba preparată a fost sonicată folosind un ultrasonicator de tip sondă timp de 100 min la 60% putere de ieșire și 50% ciclu de funcționare. După sonicare, proba a fost împărțită în mod egal între două tuburi de centrifugare Falcon din plastic de 50 ml și dispersată în apă distilată până la 100 ml volum total (2 × 50 ml). Fiecare probă a fost apoi centrifugată cu ajutorul unei centrifuge Eppendorf 5810-R la 4000 rpm și 25 ° C timp de 10 minute, iar supernatantul clar a fost aruncat. Precipitațiile ND umede au fost apoi re-dispersate în apă distilată (volum total de 100 ml) și centrifugate a doua oară la 12000 rpm și 25 °C timp de 1 h. Încă o dată supernatantul clar a fost aruncat și precipitațiile umede nanodiamond au fost re-dispersate, de data aceasta în 5 ml de apă distilată pentru caracterizare. Un test standard AgNO3 a arătat absența completă a cl^- în nanodiamonde ultrasonically deag gregate asistate de sare spălate cu apă distilată de două ori așa cum este descris mai sus. După evaporarea apei din probe, s-a observat formarea de "așchii" nanodiamond solide negre cu un randament de ∼200 mg sau 80% din masa inițială nanodiamond. (a se vedea imaginea de mai jos)
(cf. Turcheniuk et al., 2016)

Probă uscată od nanodiamonds dispersate ultrasonically.
(Studiu și grafic: ©Turcheniuk et al., 2016)

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru dispersii Nanodiamond

Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și distribuie echipamente de frezare și dispersie cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații grele, cum ar fi fabricarea de dejecții lichide nanodiamond, medii de lustruire și nanocompozite. Hielscher ultrasonicators sunt utilizate la nivel mondial pentru dispersarea nano-materiale în suspensii coloidale apoase, polimeri, rășini, acoperiri, și alte materiale de înaltă performanță.
Dispersoare cu ultrasunete Hielscher sunt fiabile și eficiente în prelucrarea vâscozități scăzute până la ridicate. În funcție de materialele de intrare și de dimensiunea finală a particulelor vizate, intensitatea cu ultrasunete poate fi ajustată cu precizie pentru rezultate optime ale procesului.
Pentru a procesa paste vâscoase, nano-materiale și concentrații solide ridicate, dispersorul cu ultrasunete trebuie să fie capabil să producă continuu amplitudini ridicate. Hielscher Ultrasonics’ procesoare cu ultrasunete industriale pot oferi amplitudini foarte mari în funcționare continuă sub sarcină completă. Amplitudinile de până la 200μm pot fi rulate cu ușurință în funcționare 24/7. Opțiunea de a opera un dispersor cu ultrasunete la amplitudini mari și pentru a regla amplitudinea cu precizie este necesară pentru a adapta condițiile de proces cu ultrasunete pentru formularea optimă a nano-dejecțiilor foarte umplute, a amestecurilor polimerice nano-armate și a nanocompozitelor.
În afară de amplitudinea cu ultrasunete, presiunea este un alt parametru de proces foarte important. Sub presiuni ridicate, intensitatea cavitației cu ultrasunete și forțele sale de forfecare este intensificată. Reactoare cu ultrasunete Hielscher pot fi presurizate, obținând astfel rezultate intensificat sonicare.
Monitorizarea proceselor și înregistrarea datelor sunt importante pentru standardizarea continuă a proceselor și pentru calitatea produselor. Senzori de presiune și temperatură conectabili sârmă la generatorul cu ultrasunete pentru monitorizarea și controlul procesului de dispersie cu ultrasunete. Toți parametrii importanți de procesare, cum ar fi energia cu ultrasunete (net + total), temperatura, presiunea și timpul sunt automat protocolate și stocate pe un card SD încorporat. Prin accesarea datelor de proces înregistrate automat, puteți revizui sonicare anterioare se execută și de a evalua rezultatele procesului.
O altă caracteristică ușor de utilizat este controlul de la distanță al browser-ului sistemelor noastre cu ultrasunete digitale. Prin intermediul controlului de la distanță browser-ul puteți porni, opri, ajusta și monitoriza procesorul cu ultrasunete de la distanță de oriunde.
Contactați-ne acum pentru a afla mai multe despre omogenizatoarele noastre cu ultrasunete de înaltă performanță pentru frezare și nano-dispersii!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: