Ультразвук успешно применяется при обработке и дисперсии нанотрубок нитрида бора (BNNTs). Высокоинтенсивная соника обеспечивает однородное распутывание и распределение в различных решениях и, таким образом, является важнейшим методом обработки для включения BNNTs в решения и матрицы.

Ультразвуковая обработка нанотрубок Бор Нитрид

Для включения нанотрубок нитрида бора (BNNTs) или наноструктур нитрида бора (BNNs), таких как нанолисты и нанориббоны, в жидкие растворы или полимерные матрицы, требуется эффективная и надежная техника дисперсии. Ультразвуковая дисперсия обеспечивает необходимую энергию для отшелушивания, детангла, рассеивания и функционализации нанотрубок нитрида бора и наноструктур нитрида бора с высокой эффективностью. Точно управляемые параметры обработки высокоинтенсивного ультразвука (т.е. энергия, амплитуда, время, температура и давление) позволяют индивидуально адаптировать условия обработки к целевой цели процесса. Это означает, что ультразвуковая интенсивность может быть скорректирована с точки зрения конкретной формулировки (качество БНТ, растворителя, концентрации твердой жидкости и т.д.), тем самым получая оптимальные результаты.

Применение ультразвуковой обработки BNNT и BNN охватывает весь спектр от однородной дисперсии двухмерных наноструктур нитрида бора (2D-BNNs) до их функционализации и химической отшелушивания монослойного шестиугольного нитрида бора. Ниже мы представляем подробную информацию об ультразвуковой дисперсии, отшелушивании и функционализации БННТ и БНН.

Ультразвуковая дисперсия нанотрубок Бор Нитрид

При использовании нанотрубок нитрида бора (BNNTs) для укрепления полимеров или синтеза новых материалов требуется однородная и надежная дисперсия в матрицу. Ультразвуковые разгонники широко используются для разгона наноматериалов, таких как НСТ, металлические наночастицы, частицы основной оболочки и другие типы наночастиц во вторую фазу.
Ультразвуковая дисперсия успешно применяется для равномерного детангла и распределения БННТ в акальных и неохлебных растворах, включая этанол, этанол PVP, этанол TX100, а также различные полимеры (например, полиуретан).
Распространенный используемый сурфактант для стабилизации ультрасонически подготовленной дисперсии BNNT является раствором додекилового сульфата натрия (SDS). Например, 5 мг BNNTs ультрасонически рассеяны во флаконе с 5 мл 1%wt. SDS раствор с помощью ультразвукового зонда типа рассеять, такие как UP200St (26 кГц, 200 Вт),

Aqueous Дисперсия BNNTs с помощью ультразвука

Из-за их сильных взаимодействий ван дер Ваалса и гидрофобной поверхности, нанотрубки нитрида бора плохо рассеялись в водных растворах. Для решения этих проблем Jeon et al. (2019) использовали Pluronic P85 и F127, которые имеют как гидрофильные группы, так и гидрофобные группы для функционализации BNNT под звуковым давлением.

Surfactant-Free Отшелушивание нанолистов Бор Нитрид с помощью Sonication

Lin et al. (2011) представляют её чистый метод отшелушивания и дисперсии шестиугольного нитрида бора (h-BN). Шестиугольный нитрид бора традиционно считается нерастворимым в воде. Тем не менее, они смогли продемонстрировать, что вода эффективна для отшелушивания слоистых структур h-BN с помощью ультразвука, образуя "чистые" аквеозные дисперсии h-BN нанолистов без использования сурфактантов или органической функционализации. Этот ультразвуковой процесс отшелушивания производил малослойные нанолисты h-BN, а также монослойные нанолисты и нанориббоновые виды. Большинство нанолистов были уменьшенных поздних размеров, что было связано с резки родительских h-BN листов, вызванных sonication-помощь гидролиза (подтверждается тест аммиака и результаты спектроскопии). Ультрасонически индуцированный гидролиз также способствовал отшелушиванию нанолистов h-BN в помощь эффекту полярности растворителя. Нанолисты h-BN в этих «чистых» акальных дисперсиях продемонстрировали хорошую процессику с помощью методов решения, сохраняющих их физические характеристики. Рассеянные нанолисты h-BN в воде также проявляли сильное сродство к белкам, таким как ферритин, предполагая, что поверхности нанолистов были доступны для дальнейших биосряжений.

Метод сономеханической дисперсии с использованием ультразвуковых сил кавитации и снора является чисто физическим подходом к смешиванию, который доказал свою эффективность для раздасчивания БННТ и стабилизации отдельных БННТ при сохранении их целостности и внутренних свойств. Применяя подходящую ультразвуковую энергию (Ws/mL), т.е. скорректированную амплитуду и продолжительность звуковой работы, ультразвуковая дисперсия может равномерно распанять и рассеивание BNNTS. Более высокие амплитуды и более длинная звуковость могут быть применены, если длина нанотрубок нитрида бора должна быть уменьшена. Подробнее об ультразвуковом сокращении размеров и длине БННТ читайте в следующем разделе.

Ультразвуковое уменьшение размера и резка нанотрубок Бор Нитрид

Длина нанотрубок нитрида бора играет решающую роль, когда дело доходит до последующей обработки БННТ в полимеры и другие функциональные материалы. Поэтому важно факт что sonication BNNTs в растворителя смогл not only отделить BNNTs индивидуально, но также сократить bamboo структурированные BNNTs под контролируемыми условиями. Укороченные БННТ имеют гораздо меньше шансов на комплектацию во время композитной подготовки. Ли в al. (2012) продемонстрировал, что длина функционализированных БННТ может быть эффективно сокращена с >10 до ∼500 нм с помощью ультразвука. Их эксперименты показывают, что эффективная ультразвуковая дисперсия BNNT в растворе необходима для такого сокращения и сокращения размера BNNT.

Высокая производительность ультразвуковых систем для обработки BNNT

Интеллектуальные функции ультразвуковых систем Hielscher призваны гарантировать надежную работу, воспроизводимые результаты и удобство для пользователей. Оперативные настройки можно легко получить доступ и набрать через интуитивно понятное меню, к которому можно получить доступ с помощью цифрового цветного сенсорного дисплея и пульта дистанционного управления браузера. Таким образом, все условия обработки, такие как чистая энергия, общая энергия, амплитуда, время, давление и температура автоматически регистрируются на встроенной SD-карте. Это позволяет пересмотреть и сравнить предыдущие звуковые работы и оптимизировать процесс отшелушивания и дисперсии нанотрубок и наноматериалов бора с высокой эффективностью.
Системы Hielscher Ultrasonics используются во всем мире для производства высококачественных BNNTs. Промышленные ультразвуковые средства Hielscher могут легко работать с высокими амплитудами в непрерывной эксплуатации (24/7/365). Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно генерируется со стандартными сонотродами (ультразвуковые зонды / рога). Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Из-за их надежности и низкого технического обслуживания, наши ультразвуковые системы отшелушивания и дисперсии обычно устанавливаются для тяжелых приложений и в сложных условиях.
Hielscher Ультразвук’ промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечить очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24 / 7 операции. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды.
Ультразвуковые процессоры Hielscher для дисперсии и отшелушивания нанотрубок нитрида бора, а также CNTs и графена уже установлены по всему миру в коммерческих масштабах. Свяжитесь с нами сейчас, чтобы обсудить ваш процесс производства BNNT! Наши опытные сотрудники будут рады поделиться дополнительной информацией о процессе пилинга, ультразвуковых системах и ценах!
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: