Uhlíkové nanotrubice sú silné a flexibilné, ale veľmi súdržné. Je ťažké ich rozptýliť do kvapalín, ako je voda, etanol, olej, polymér alebo epoxidová živica. Ultrazvuk je účinná metóda na získanie diskrétnosti – jednodisperznej – uhlíkové nanotrubice.

Uhlíkové nanotrubice (CNT) sa používajú v lepidlách, náteroch a polyméroch a ako elektricky vodivé výplne v plastoch na rozptýlenie statických nábojov v elektrických zariadeniach a v elektrostaticky maľovateľných paneloch karosérie automobilov. Použitím nanotrubíc môžu byť polyméry odolnejšie voči teplotám, drsným chemikáliám, korozívnemu prostrediu, extrémnym tlakom a oderu. Existujú dve kategórie uhlíkových nanotrubíc: jednostenné nanotrubice (SWNT) a viacstenné nanotrubice (MWNT).

Uhlíkové nanotrubice sú všeobecne dostupné ako suchý materiál, napr. od spoločností, ako sú napríklad SES výskum alebo CNT co., Ltd. Je potrebný jednoduchý, spoľahlivý a škálovateľný proces deagglomeration, aby sme mohli využívať nanotrubice na ich maximálny potenciál. Pre kvapaliny do 100, 000cP ultrazvuk je veľmi efektívna technológia pre rozptyľuje nanotrubice vo vode, oleji alebo polymérov pri nízkych alebo vysokých koncentráciách. Tekuté prúdové prúdy vyplývajúce z ultrazvukové kavitácie, prekonať spojovacie sily medzi nanotubes a oddeľte rúrky. Vzhľadom k rozpúšťadle generované šmykovej sily a mikro turbulencie ultrazvuk môže pomôcť pri povrchovej úpravy a chemickej reakcie nanotrubice s inými materiálmi, taky.

Všeobecne platí, že hrubá disperzia nanotrubíc je najprv premixovaná štandardným miešadlom a potom homogenizovaná v ultrazvukovom reaktore prietokových buniek. Nižšie uvedené video ukazuje laboratórnu skúšku (dávkové ultrazvukom pomocou Up400s) rozptyľovanie viacstenových uhlíkových nanotrubíc vo vode pri nízkej koncentrácii. Vzhľadom na chemickú povahu uhlíka je rozptylové správanie nanotrubíc vo vode dosť ťažké. Ako je znázornené vo videu, dá sa ľahko preukázať, že ultrazvukom je schopný efektívne rozptýliť nanotrubice.

Rozptyl jednotlivých SWNTs vysokej dĺžky

Hlavným problémom spracovania a manipulácie SWNTs je prirodzená nerozpustnosť rúrok v bežných organických rozpúšťadlách a vode. Funkcionalizácia nanotube bočné steny alebo otvorené konce vytvoriť vhodné rozhranie medzi SWNTs a rozpúšťadlo väčšinou vedú k čiastočnej exfoliácia SWNT laná, len.
V dôsledku toho sú SWNTs zvyčajne rozptýlené ako zväzky skôr ako úplne izolované jednotlivé objekty. Pri príliš drsných podmienkach sú zamestnaní počas disperzie, SWNTs sú skrátené na dĺžkach medzi 80 a 200nm. Hoci je to užitočné pre určité testy, táto dĺžka je príliš malá pre väčšinu praktických aplikácií, ako je napríklad polovodičovanie alebo posilňovanie SWNTs. kontrolovaná, mierna ultrazvuková liečba (napr. UP200Ht s 40mm sonotrode) je účinným postupom na prípravu vodných disperzií dlhých individuálnych SWNTs. sekvencie miernej ultrazvukom minimalizovať skrátenie a umožniť maximálnu ochranu štrukturálne a elektronické vlastnosti.

Čistenie SWNT polymérom-asistovanej ultrazvukom

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

Hielscher je široká škála ultrazvukových zariadení a príslušenstvo pre efektívne rozptyľuje nanotubes.

• Kompaktné laboratórne prístroje až do Ultrazvukový výkon 400 wattov pre rozptyľuje do menších objemov do 2 litrov
• UIP500hdT, UIP1000hdT a UIP1500hdT sú ultrazvukové procesory, ktoré môžu spracovať väčšie objemy.
• Ultrazvukové systémy 2kW (UIP2000hdT) a 4kW (UIP4000hdT) môže byť použitý na disperziu uhlíkových nanotrubíc vo výrobnom meradle. Tá UIP10000 (10 kilowattov) a UIP16000 (16 kilowattov) môže byť použitý v zhlukoch niekoľkých jednotlivých jednotiek na rozsiahle spracovanie uhlíkových nanotrubíc.”

literatúra

• Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): A Simple Way to Chemically React Single-Wall Crabon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication; in Nano Letters, Vol. 1, No. 7, 2001, p. 361-363.
• Yudasaka, M., Zhang, M., Jabs, C. et al. (2000): Effect of an organic polymer in purification and cutting of single-wall carbon nanotubes. Appl Phys A 71, 449–451 (2000).
• Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length, in: Langmuir, Vol. 20, No. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.