Borón nitridové nanotrubce – Exfoliované a rozptýlené pomocou ultrazvukom

Ultrazvukom sa úspešne aplikuje na spracovanie a disperziu bóru nitridu nanotrubice (BNNTs). Vysoká intenzita ultrazvukom poskytuje homogénne odpojenie a distribúciu v rôznych roztokoch, a preto je rozhodujúcou technikou spracovania začleniť BNNTs do riešení a matriek.

Ultrazvukové spracovanie dusitanu bóru nanotrubíc

S cieľom začleniť nanotrubice nitridu bóru (BNNT) alebo nanoštruktúry nitridu bóru (BNN), ako sú nanosheety a nanoribbony, do kvapalných roztokov alebo polymérnych matríc, je potrebná účinná a spoľahlivá disperzná technika. Ultrazvukový rozptyl poskytuje požadovanú energiu na odlupovanie, detangle, dispergáciu a funkcionalizáciu nanotrubíc nitridu bóru a nanoštruktúr nitridu bóru s vysokou účinnosťou. Presne kontrolovateľné parametre spracovania ultrazvuku s vysokou intenzitou (t. j. energia, amplitúda, čas, teplota a tlak) umožňujú individuálne prispôsobiť podmienky spracovania cielenému cieľu procesu. To znamená, že ultrazvuková intenzita môže byť upravená vzhľadom na špecifické zloženie (kvalita BNNT, rozpúšťadlo, koncentrácia pevných kvapalín atď.), čím sa získajú optimálne výsledky.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

Ultrazvuková cesta k syntetizátoru nitridu bóru nanočistky
(štúdia a grafika: Yu et al. 2012)

Aplikácie ultrazvukového spracovania BNNT a BNN pokrývajú celý rozsah od homogénnej disperzie dvojrozmerných nitridových nanoštruktúr bóru (2D-BNN) až po ich funkcionalizáciu a chemickú exfoliáciu jednovrstvového šesťuholníkového nitridu bóru. Nižšie uvádzame podrobnosti o ultrazvukovej disperzii, exfoliácii a funkcionalizácii BNNT aBNNs.

Žiadosť o informácie





Dispersion of boron nitride nanotubes using high-intensity ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics

Inštalácia ultrazvukových disperzných zariadení (2x UIP1000hdT) na spracovanie nanotrubíc nitridu bóru v priemyselnom meradle

Ultrazvukový rozptyl borónu dusíka nanotrubíc

Ak sa nanotrubice nitridu bóru (BNT) používajú na posilnenie polymérov alebo na syntetizáciu nových materiálov, vyžaduje sa jednotná a spoľahlivá disperzia do matrice. Ultrazvukové disperzie sú široko používané na rozptýlenie nano materiálov, ako sú CNTs, kovové nanočastice, častice jadra a iné typy nano častíc do druhej fázy.
Ultrazvukový disperzia bola úspešne aplikovaná na detangle a distribuovať BNNTs rovnomerne vo vodnom a ne vodnom roztoke vrátane etanolu, PVP etanolu, TX100 etanolu, ako aj rôznych polymérov (napr. polyuretán).
Bežná používaná povrchovo aktívna látky na stabilizáciu rozpúšťadle pripravenej disperzie BNNT je 1% wt roztok dodecyl sulfátu sodného (SDS). Napríklad, 5 mg BNNTs sú rozpúšťadle rozptýlené v injekčnej liekovke s 5 ml 1%wt. SDS riešenie pomocou ultrazvukovej sondy typu dispergátor, ako je UP200St (26kHz, 200W),

Vodnú disperziu BNNTs pomocou ultrazvuku

Vďaka silným interakciám van der Waals a hydrofóbnemu povrchu sú nitridové nanotrubice bóru slabo dispergovateľné v roztokoch na báze vody. Na vyriešenie týchto problémov, Jeon et al. (2019) používa Pluronic P85 a F127, ktoré majú hydrofilné skupiny a hydrofóbne skupiny na funkcionalizáciu BNNT pod ultrazvukom.

Length reduction and cutting of boron nitride nanotubes (BNNTs) by high-intensity ultrasonication

SEM obrázky kratšie BNNT po rôznych sonication trvania. Ako je znázornené, dĺžky týchto BNNT klesá s nárastom kumulatívneho trvania ultrazvukom.
(štúdia a obraz: Lee a kol. 2012)

Exfoliácia borón nitridových nanosheetov bez povrchovo aktívnych látok pomocou ultrazvukom

Lin et al. (2011) predstavujú čistú metódu exfoliácie a disperzie šesťuholníkového nitridu bóru (h-BN). Šesťhranný nitrid bóru sa tradične považuje za rozpustný vo vode. Avšak, boli schopní preukázať, že voda je účinná na odlupovanie vrstvených h-BN štruktúr pomocou ultrazvukom, tvoriace "čisté" vodné disperzie h-BN nanosheets bez použitia povrchovo aktívnych látok alebo organickej funkcionalizácie. Tento ultrazvukový proces exfoliácie produkoval niekoľko vrstvených h-BN nanosheets, ako aj monovrstvené nanosheet a nanoribbon druhy. Väčšina nanosheetov mala zmenšenú veľkosť laterál, čo sa pripisuje rezaniu materských h-BN listov vyvolaných ultrazvukom podporovanou hydrolýzou (potvrdené testom amoniaku a výsledkami spektroskopie). Rozpúšťadle indukovaná hydrolýza tiež podporila exfoliáciu h-BN nanosheets v pomoci polarity efektu rozpúšťadla. H-BN nanosheets v týchto "čistých" leknách vykazovali dobrú procesnosť prostredníctvom metód roztoku, ktoré si zachovali svoje fyzikálne vlastnosti. Rozptýlené h-BN nanosheety vo vode tiež vykazovali silnú afinitu k proteínom, ako je feritín, čo naznačuje, že nanosheet povrchy boli k dispozícii pre ďalšie biokonjugácie.

Ultrazvukový nano-disperzia s ultrasonicator UP400St

Žiadosť o informácie





Sono-mechanická disperzná metóda pomocou ultrazvukovej kavitácie a shear sily je čisto fyzické miešanie prístup, ktorý bol preukázaný, že schopný debundling BNNTs a stabilizáciu jednotlivých BNNTs pri zachovaní ich integrity a vnútorných vlastností. Použitie vhodnej ultrazvukovej energie (Ws / ml), t. j. upravená amplitúda a ultrazvukom trvanie, Ultrazvukový disperzie môže detangle a rozptýliť BNNTS jednotne. Vyššie amplitúdy a dlhšia ultrazvukom môže byť aplikovaný, ak by sa mala znížiť dĺžka nanotrubíc nitridu bóru. Prečítajte si viac o ultrazvukové zníženie veľkosti a dĺžka rezanie BNNTs v ďalšej časti.

Ultrazvukový veľkosť zníženie a rezanie borónu nitridu nanotrubíc

Dĺžka nitridových nanotrubíc bóru zohráva kľúčovú úlohu, pokiaľ ide o následné spracovanie BNNT na polyméry a iné funkčné materiály. Preto je dôležité, že ultrazvukom BNNTs v rozpúšťadle mohol nielen oddeliť BNNTs jednotlivo, ale aj skrátiť bambus štruktúrované BNNTs za kontrolovaných podmienok. Skrátené BNNT majú oveľa nižšiu šancu na spojenie počas kompozitnej prípravy. Lee na al. (2012) preukázal, že dĺžky funkčných BNNTs môžu byť účinne skrátené z >10 μm na ∼500nm ultrazvukom. Ich experimenty naznačujú, že účinná ultrazvuková disperzia BNNT v roztoku je nevyhnutná pre takéto rezanie BNNT zníženie veľkosti a rezanie.

Boron nitride nanotubes can be efficiently dispersed and reduced in length using high-intensity ultrasonication

c) Dobre dispered mPEG- DSPE/BNNTs vo vode (po 2 h ultrazvukom). d) Schematický zástupca BNNT funkčného molekulou mPEG-DSPE
(štúdia a obraz: Lee a kol. 2012)

Ultrasonic dispersion is a well established technique to disperse and exfoliate boron nitride nanotubes.

Ultrazvukový homogenizér UP400St na disperziu nanotrubíc nitridu bóru (BNNT)

Žiadosť o informácie





Vysokovýkonné ultrasonicators pre spracovanie BNNT

Inteligentné vlastnosti Hielscher ultrasonicators sú navrhnuté tak, aby zaručili spoľahlivú prevádzku, reprodukovateľné výsledky a užívateľskú prívetivosť. Prevádzkové nastavenia sú ľahko prístupné a vytáčané prostredníctvom intuitívneho menu, ktoré je prístupné prostredníctvom digitálneho farebného dotykového displeja a diaľkového ovládania prehliadača. Preto sa na vstavanej SD karte automaticky zaznamenávajú všetky podmienky spracovania, ako je čistá energia, celková energia, amplitúda, čas, tlak a teplota. To vám umožní revidovať a porovnať predchádzajúce ultrazvukom beží a optimalizovať exfoliáciu a disperzný proces borón nitridu nanotrubíc a nanomateriálov na najvyššiu účinnosť.
Hielscher Ultrazvukom systémy sa používajú po celom svete pre výrobu vysoko kvalitných BNNTs. Hielscher priemyselné ultrasonicators môže ľahko spustiť vysoké amplitúdy v nepretržitej prevádzke (24/7/365). Amplitúdy až do 200 μm môžu byť ľahko nepretržite generované so štandardnými sonotród (ultrazvukové sondy / rohy). Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii. Vďaka svojej robustnosti a nízkej údržbe sú naše ultrazvukové exfoliačné a disperzné systémy bežne inštalované pre náročné aplikácie a v náročných prostrediach.
Hielscher Ultrazvuk’ priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy do 200 μm sa dajú ľahko nepretržite prevádzkovať pri prevádzke 24/7. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy.
Hielscher Ultrazvukové procesory pre disperziu a exfoliáciu bóru nitridových nanotrubice, rovnako ako CNTs a Graphene sú už inštalované po celom svete v komerčnom meradle. Kontaktujte nás a porozprávajte sa o vašom výrobnom procese BNNT! Naši skúsení zamestnanci sa radi podelia o viac informácií o procese exfoliácie, ultrazvukových systémoch a cenách!
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.

Literatúra/referencie



Fakty stojí za to vedieť

Borón nitridové nanotrubce a nanomateriály

Nitrid bóru ponúka jedinečnú atómovú štruktúru zostavenú z atómov bóru a dusíka usporiadaných do šesťuholníkovej siete. Táto štruktúra dáva BNNT početné vynikajúce vnútorné vlastnosti, ako je vynikajúca mechanická pevnosť, vysoká tepelná vodivosť, elektricky izolačné správanie, piezoelektrická vlastnosť, schopnosť tienenia neutrónov a odolnosť voči oxidácii. 5 eV pásmová medzera môže byť vyladená aj pomocou priečnych elektrických polí, ktoré robia BNNT zaujímavými pre elektronické zariadenia. Okrem toho majú BNNT vysokú oxidačnú odolnosť až do 800 °C, vykazujú vynikajúcu piezoelektrickosť a mohli by byť dobrým skladovacím materiálom vodíka pri izbovej teplote.

BNNTs vs Graphene: BNNTs sú štrukturálne analógy grafénu. Hlavný rozdiel medzi nanomateriálmi na báze dusitanu bóru a ich náprotivkami na báze uhlíka je povaha väzieb medzi atómami. Väzba C-C v uhlíkových nanomateriáloch má čistý kovalentný charakter, zatiaľ čo B-N väzby majú čiastočne iónový charakter vďaka e-párom v sp2 hybridizovanom B-N. (porovnaj Emanet a kol. 2019)

BNNTs vs. uhlíkové nanotrubice: Nanotrubice nitridu bóru (BNNT) vykazujú podobnú rúrkovú nanoštruktúru ako uhlíkové nanotrubice (CNT), v ktorých sú atómy bóru a dusíka usporiadané v šesťuholníkovej sieti.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.