Ako rozptýliť Single-murované Carbon Nanotubes Individuálne

Jednostenné uhlíkové nanotrubice (SWNTs alebo SWCNTs) majú jedinečné vlastnosti, ale vyjadrujú ich, musia byť jednotlivo rozptýlené. Aby sa plne využívali výnimočné vlastnosti jednostenné uhlíkové nanotrubice, rúrky musia byť úplne prekryli. SWNTs ako ostatné nanočastice ukazujú veľmi vysokú príťažlivosť sily, tak, že výkonná a efektívna technika je potrebná pre spoľahlivú deagglomeration a rozptyl. Zatiaľ čo spoločné miešanie techniky neposkytujú intenzitu potrebnú na detangle SWNTs bez poškodenia nich, high-výkon ultrazvukom je preukázané, že detangle a rozptýliť SWCNTs. rozpúšťadle generované cavitational šmykovej sily sú dostatočne silné, aby prekonali spojovacie sily, zatiaľ čo ultrazvuk intenzita môže byť upravená presne, aby sa zabránilo poškodeniu SWCNTs.

Problém:

Jednostenné uhlíkové nanotrubice (SWCNTs) sa líšia od multi-murované uhlíkové Nanotubes (MWNTs/MWCNTs) ich elektrických vlastností. Kapela medzery SWCNTs sa môže líšiť od nuly do 2 eV a ich elektrická vodivosť rysy kovové alebo polovodičové správanie. Ako Single-murované Carbon Nanotubes sú veľmi súdržné, jednou z hlavných prekážok pri spracovaní SWCNTs je prirodzená nerozpustnosť rúr v organických rozpúšťadlách alebo vo vode. Na využitie plného potenciálu SWCNTs je potrebný jednoduchý, spoľahlivý a škálovateľný proces deagglomeration rúr. Zvlášť, funkcionalizácia bočných stien CNT alebo otvorené konce vytvoriť vhodné rozhranie medzi SWCNTs a organické rozpúšťadlo vedie k čiastočnej exfoliácia SWCNTs, len. Preto sú SWCNTs väčšinou rozptýlené ako zväzky, skôr než jednotlivé deaglomerované laná. Ak je stav počas rozptylu príliš tvrdý, SWCNTs sa skráti na dĺžku medzi 80 až 200nm. Pre väčšinu praktických aplikácií, t. j. pre polovodičovanie alebo posilňovanie SWCNTs, táto dĺžka je príliš malá.

Riešenie:

Ultrazvukom je veľmi efektívna metóda rozptyľuje a deagglomeration oxidu Nanotubes, ako ultrazvukové vlny vysokej intenzity ultrazvuku generovať kavitácie v kvapalinách. Zvukové vlny vypestované v kvapalných médiách majú za následok striedavý vysokotlakový (kompresia) a nízkotlakové (rarefaction) cykly, s mierou v závislosti na frekvencii. Počas nízkotlakového cyklu, High-intenzita ultrazvukových vĺn vytvoriť malé vákuové bubliny alebo dutín v kvapaline. Keď bubliny dosiahnuť objemu, na ktorom už nemôžu absorbovať energiu, sa zrúti násilne počas vysokotlakového cyklu. Tento jav sa nazýva Kavitácia. Počas implozie veľmi vysoké teploty (cca 5, 000K) a tlaky (cca 2 000 ATM) sú dosiahnuté lokálne. Imploze kavitácie bublina tiež vedie tekuté trysky až 280m/s rýchlosťou. Tieto tekuté prúdové prúdy vyplývajúce z ultrazvukové kavitácie, prekonať spojovacie sily medzi uhlíkové nanotrubice, a preto, nanotrubice sa deaglomerované. Mierna, kontrolovaná ultrazvukové ošetrenie je vhodnou metódou na vytvorenie povrchovo aktívnej látky-stabilizované suspenzie rozptýlené SWCNTs s vysokou dĺžkou. Pre kontrolované výrobu SWCNTs, Hielscher ultrazvukové procesory umožňuje prevádzku na širokú škálu ultrazvukových parametrov súpravy. Ultrazvuková amplitúda, tekutý tlak a kvapalné zloženie môžu byť rôzne, respektíve na špecifický materiál a proces. To ponúka variabilné možnosti úprav, ako napríklad

• sonotrode amplitúdy až 170 mikrónov
• kvapalné tlaky do 10 barov
• rýchlosti prietoku kvapaliny do 15L/min (v závislosti od procesu)
• teplota kvapaliny až do 80 degC (iné teploty na vyžiadanie)
• Viskozita materiálu do 100 000 CP

Okrem toho, ultrazvukom ako polymér-pomáhal čistenie metóda umožňuje odstrániť nečistoty z ako-pestované SWCNTs, účinne. Je ťažké študovať chemickú modifikáciu SWCNTs na molekulárnej úrovni, pretože je ťažké získať čisté SWNTs. ako-pestované SWCNTs obsahujú veľa nečistôt, ako sú kovové častice a amorfné uhľovodíky. Ultrazvukom swcnts v monochlórobenzén (MCB) roztok Poly (metylmetakrylátu) PMMA nasleduje filtrácia je efektívny spôsob, ako očistiť swcnts. Tento polymér-pomáhal čistenie metóda umožňuje odstránenie nečistôt z ako-pestované SWCNTs efektívne. Presná kontrola amplitúdy ultrazvukom umožňuje vyhnúť sa alebo obmedziť poškodenie SWCNTs.

Ultrazvukové zariadenia

Hielscher ponúka vysoký výkon ultrazvukové procesory pre sonikáciu každého zväzku. Ultrazvukové prístroje od 50 wattov až do 16,000 wattov, ktoré by mohli zriadiť v klastroch, umožňujú nájdenie vhodného ultrazvuku pre každú aplikáciu, v laboratóriu, rovnako ako v priemysle. Pre sofistikovanú disperziu nanotubov sa odporúča kontinuálna ultrazvukom. Použitie Hielscher je tok buniek, je možné rozptýliť CNTs do kvapaliny zvýšenej viskozity, ako sú polyméry, vysoká viskozita taví a termoplastov.

Kliknite tu sa dozviete viac o rozptylu a modifikácie nanotrubice vysoko-výkon ultrazvuk!