Nanofluid je inžinierská kvapalina, ktorá sa skladá zo základnej kvapaliny obsahujúcej nanočastice. Na syntézu nanofluidov je potrebná účinná a spoľahlivá homogenizácia a deagglomeračná technika, aby sa zabezpečil vysoký stupeň jednotnej disperzie. Ultrazvukové disperzie sú vynikajúcou technológiou na výrobu nanofluidov s vynikajúcimi vlastnosťami. Ultrazvukový rozptyl vyniká účinnosťou, rýchlosťou, jednoduchosťou, spoľahlivosťou a užívateľskou prívetivosťou.

Čo sú nanofluidy?

Nanofluid je kvapalina obsahujúca častice nano-veľkosti (≺100nm), bežne nazývané nanočastice. Nanočastice používané v nanofluidoch sú zvyčajne vyrobené z kovov, oxidov, karbidov alebo uhlíkových nanotrubíc. Tieto nanočastice sa rozptyľujú do základnej kvapaliny (napr. vodného oleja atď.) s cieľom získať konštruované koloidné suspenzie, t. j. nanofluid. Nanofluidy vykazujú zvýšené termo-fyzikálne vlastnosti, ako je tepelná vodivosť, tepelná difúznosť, viskozita a konvektívne koeficienty prenosu tepla v porovnaní s materiálovými vlastnosťami základnej kvapaliny.
Bežnou aplikáciou nanofluidov je ich použitie ako chladiaca kvapalina alebo chladivo. Pridaním nano-častíc do konvenčných chladív (ako je voda, olej, etylénglykol, polyalfaolefín atď.) sa zlepšujú tepelné vlastnosti konvenčných chladív.

• chladiace / teplonosné kvapaliny
• mazivá
• biomedicínska aplikácia

Výroba nanofluidov s ultrazvukovým homogenizátorom

Mikroštruktúra nanofluidov môže byť ovplyvnená a manipulovaná aplikáciou najvhodnejšej homogenizačnej technológie a parametrov spracovania. Ultrazvukový disperzie bolo preukázané ako vysoko efektívna a spoľahlivá technika pre prípravu nanofluidov. Ultrazvukové disperzie sa používajú vo výskume a priemysle syntetizovať, mlyn, rozptýliť a homogenizovať nanočastice s vysokou jednotnosťou a úzke rozdelenie veľkosti častíc. Parametre procesu pre syntézu nanofluidov zahŕňajú ultrazvukový energetický vstup, ultrazvukovú amplitúdu, teplotu, tlak a kyslosť. Futhermore, typy a koncentrácie reaktických látok a prísad, ako aj poradie, v akom sa prídavné látky pridávajú do roztoku, sú dôležitými faktormi.
Je dobre známe, že vlastnosti nanofluidov silne závisia od štruktúry a tvaru nanomateriálov. Preto je získanie kontrolovateľných mikroštruktúr nanofluidov hlavným faktorom, ktorý prispieva k funkčnosti a kvalite nanofluidov. Pomocou optimalizované ultrazvukom parametre, ako je amplitúda, tlak, teplota a energetický vstup (Ws / ml) je kľúčom k výrobnej stabilnej, jednotné vysoko kvalitné nanofluid. Ultrazvukom môže byť úspešne aplikovaný na deagglomerovať a rozptýliť častice do jedného rozptýlené nanočastice. S menšou veľkosťou častíc sa zvyšuje brownovský pohyb (brownovská rýchlosť), ako aj interakcie častíc a častíc a vedú k stabilnejším nanofluidom. Hielscher ultrasonicators umožňujú presnú kontrolu nad všetkými dôležitými parametrami spracovania, môže bežať nepretržite na vysokých amplitúdach (24/7/365) a prísť s automatickým protokolovanie údajov pre jednoduché vyhodnotenie všetkých ultrazvukom beží.

Rozpúšťadle rozptýlené nano-veľké oxid kremičité

Ultrazvukom Zlepšenie stability Nanofluids

V prípade nanofluidov má aglomerácia nanočastíc za následok nielen osídlenie a upchatie mikrokanálov, ale aj zníženie tepelnej vodivosti nanofluidov. Ultrazvukový deagglomeration a disperzia sú široko používané v materiálovej vedy a priemyslu. Ultrazvukom je osvedčená technika na prípravu stabilných nano-disperzie s jednotnou distribúciou nanočastíc a veľkou stabilitou. Preto, Hielscher Ultrazvukové rozptyľovače sú preferovanou technológiou, pokiaľ ide o výrobu nanofluidov.

Rozpúšťadle vyrobené Nanofluids vo výskume

Výskum skúmal účinky ultrazvukom a ultrazvukové parametre na vlastnosti nanofluidov. Prečítajte si viac o vedeckých zisteniach o ultrazvukovom prípravku nanofluid.

Ultrazvukové účinky na Prípravu Nanofluid Al2O3

Noroozi et al. (2014) zistil, že pri "vyššej koncentrácii častíc, tam bolo väčšie zvýšenie tepelnej difúznosti nanofluidov vyplývajúce zo ultrazvukom. Okrem toho sa väčšia stabilita a zvýšenie tepelnej difúznosti získali ultrazvukom nanofluidov s vyšším výkonom sondy sonicator pred meraním." Zvýšenie tepelnej difúznosti bolo väčšie pre menšie NPs. Je to preto, že menšie častice majú vyšší efektívny pomer plochy povrchu k objemu. Tak, menšie častice pomohli vytvoriť stabilný nanofluid a ultrazvukom s ultrazvukovou sondou viedol podstatný vplyv na tepelnú difúziu. (Noroozi et al. 2014)

Krok za krokom inštrukcie pre ultrazvukovú výrobu Al2O3-voda nano kvapaliny

Po prvé, odvážte hmotnosť nanočastíc Al2O3 digitálnou elektronickou váhou. Potom postupne vložte nanočastice Al2O3 do odváženej destilovanej vody a miešajte zmes Al2O3-vody. Sonikujte zmes nepretržite po 1 hodinu ultrazvukovým sondovým zariadením UP400S (400W, 24kHz, pozri obr. vľavo) na vytvorenie jednotnej disperzie nanočastíc v destilovanej vode. Nanofluidy sa môžu pripraviť v rôznych frakciách (0,1 %, 0,5 % a 1 %). Nie sú potrebné žiadne zmeny povrchovo aktívnej látky alebo pH. (Isfahani a kol., 2013)

Rozpúšťadle ladené vodný ZnO Nanofluids

Elcioglu et al. (2021) vo svojej vedeckej štúdii uviedli, že "Ultrazvukom je nevyhnutný proces pre správnu disperziu nanočastíc v základnej tekutine a stabilite, ako aj pre optimálne vlastnosti pre aplikácie v reálnom svete." Použili ultrasonicator UP200Ht na výrobu nanofluidov ZnO / vody. Ultrazvukom mal jasný vplyv na povrchové napätie vône ZnO nanofluid. Zistenia výskumníkov vedú k záveru, že povrchové napätie, tvorba nano-filmu a ďalšie súvisiace vlastnosti akéhokoľvek nanofluidu môžu byť upravené a vyladené za správnych podmienok ultrazvukom.

Ultrazvukové homogenizers pre výrobu Nanofluid

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysokovýkonné ultrazvukové rozptyľovače pre všetky druhy homogenizácie a deagglomeration aplikácie. Pokiaľ ide o výrobu nanofluidov, presná kontrola ultrazvukom a spoľahlivé ultrazvukové ošetrenie nanočastice suspenzie sú rozhodujúce.
Hielscher Ultrasonics procesory vám plnú kontrolu nad všetkými dôležitými parametrami spracovania, ako je energetický vstup, ultrazvuková intenzita, amplitúda, tlak, teplota a retenčný čas. Tým môžete prispôsobiť parametre optimalizovaným podmienkam, čo následne vedie k vysoko kvalitným nanofluidom.

• Pre akýkoľvek objem/kapacitu: Hielscher ponúka ultrasonicators a široké portfólio príslušenstva. To umožňuje konfiguráciu ideálneho ultrazvukového systému pre vašu aplikáciu a výrobnú kapacitu. Od malých injekčných liekoviek s mililitrami až po prúdy s vysokým objemom tisícov galónov za hodinu, Hielscher ponúka vhodné ultrazvukové riešenie pre váš proces.
• Robustnosť: Naše ultrazvukové systémy sú robustné a spoľahlivé. Všetky Hielscher ultrasonicators sú postavené pre prevádzku 24/7/365 a vyžadujú veľmi malú údržbu.
• Užívateľská prívetivosť: Prepracovaný softvér našich ultrazvukových zariadení umožňuje predbežný výber a ukladanie nastavení ultrazvukom pre jednoduchú a spoľahlivú ultrazvukom. Intuitívne menu je ľahko dostupné prostredníctvom digitálneho farebného dotykového displeja. Diaľkové ovládanie prehliadača vám umožňuje pracovať a monitorovať cez akýkoľvek internetový prehliadač. Automatické zaznamenávanie údajov ukladá parametre procesu akejkoľvek ultrazvukom spustiť na vstavané SD karty.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: