Výkonový ultrazvuk na liečbu častíc: Aplikačné poznámky
Na úplné vyjadrenie vlastností musia byť častice deaglomerované a rovnomerne rozptýlené tak, aby častice’ Povrch je k dispozícii. Silné ultrazvukové sily sú známe ako spoľahlivé dispergovacie a frézovacie nástroje, ktoré zobákujú častice až do submikrónovej a nanoveľkosti. Okrem toho sonikácia umožňuje modifikovať a funkcionalizovať častice, napr. potiahnutím nanočastíc kovovou vrstvou.
Nižšie nájdete výber častíc a kvapalín so súvisiacimi odporúčaniami, ako spracovať materiál za účelom mletia, dispergovania, deaglomerácie alebo úpravy častíc pomocou ultrazvukového homogenizátora.
Ako pripraviť prášky a častice silnou sonikáciou.
V abecednom poradí:
Aerosil
Ultrazvuková aplikácia:
Disperzie častíc Silica Aerosil OX50 v milipórnej vode (pH 6) boli pripravené rozptýlením 5,0 g prášku do 500 ml vody pomocou ultrazvukového procesora s vysokou intenzitou UP200S (200 W; 24 kHz). Disperzie oxidu kremičitého boli pripravené v roztoku destilovanej vody (pH = 6) pri ultrazvukovom ožarovaní UP200S po dobu 15 min., po ktorom nasledovalo intenzívne miešanie počas 1 h. HCl sa použil na úpravu pH. Obsah pevných látok v disperziách bol 0,1 % (w/v).
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Kombinácia prírodných a termosenzitívnych polymérov pri flokulácii jemných disperzií oxidu kremičitého. Medzinárodný časopis chémie sacharidov 2013.
Al2O3-voda Nanokvapaliny
Ultrazvuková aplikácia:
Al2O3-vodné nano kvapaliny je možné pripraviť nasledujúcimi krokmi: Najprv odvážte hmotnosť Al2O3 nanočastice digitálnou elektronickou váhou. Potom vložte Al2O3 nanočastice do váženej destilovanej vody postupne a miešajú Al2O3-vodná zmes. Zmes nepretržite sonikujte po dobu 1 hodiny pomocou ultrazvukového sondového zariadenia UP400S (400 W, 24 kHz) na vytvorenie rovnomernej disperzie nanočastíc v destilovanej vode.
Nanokvapaliny sa môžu pripravovať v rôznych frakciách (0,1 %, 0,5 % a 1 %). Nie sú potrebné žiadne povrchovo aktívne látky ani zmeny pH.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimentálna štúdia toku nanokvapalín v mikromodeli ako pórovité médium. Medzinárodný časopis nanovedy a nanotechnológií 9/2, 2013. 77-84.

Ultrazvuk UP400St na prípravu disperzií nanočastíc

Ultrazvuková disperzia oxidu hlinitého (Al2O3) má za následok výrazné zmenšenie veľkosti častíc a rovnomernú disperziu.
Častice oxidu kremičitého potiahnuté bohemitom
Ultrazvuková aplikácia:
Častice oxidu kremičitého sú potiahnuté vrstvou Boehmitu: Aby sa získal dokonale čistý povrch bez organických látok, častice sa zahrejú na 450 °C. Po rozomletí častíc, aby sa aglomeráty rozbili, sa pripraví 6 obj. % vodná suspenzia (≈70 ml), ktorá sa stabilizuje na pH 9 pridaním troch kvapiek amónneho roztoku. Suspenzia sa potom deaglomeruje ultrazvukom s UP200S pri amplitúde 100 % (200 W) po dobu 5 min. Po zahriatí roztoku nad 85 °C sa pridalo 12,5 g sec-butoxidu hlinitého. Teplota sa udržuje na 85-90 °C po dobu 90 minút a suspenzia sa počas celej procedúry mieša magnetickým miešadlom. Potom sa suspenzia udržiava za stáleho miešania, kým sa nevychladne pod 40 °C. Potom sa hodnota pH upravila na 3 pridaním kyseliny chlorovodíkovej. Ihneď potom sa suspenzia ultrazvukom prepustí v ľadovom kúpeli. Prášok sa premyje zriedením a následným odstreďovaním. Po odstránení supernatantu sa častice sušia v sušiarni pri teplote 120 °C. Nakoniec sa na častice aplikuje tepelné spracovanie pri 300 °C počas 3 hodín.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Wyss, HM (2003): Mikroštruktúra a mechanické správanie koncentrovaných časticových gélov. Dizertačná práca: Švajčiarsky federálny technologický inštitút, 2003. s.71.
Syntéza nanokompozitov kadmia(II)-tioacetamidu
Ultrazvuková aplikácia:
Nanokompozity kadmia(II)-tioacetamidu boli syntetizované v prítomnosti a neprítomnosti polyvinylalkoholu sonochemickou cestou. Na sonochemickú syntézu (sonosyntézu) sa 0,532 g dihydrátu octanu kadmia (II) (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 g tioacetamidu (TAA, CH3CSNH2) a 0,664 g jodidu draselného (KI) rozpustilo v 20 ml dvojito destilovanej deionizovanej vody. Tento roztok bol sonikovaný pomocou vysokovýkonného ultrazvukového ultrazvuku typu sondy UP400S (24 kHz, 400 W) pri izbovej teplote po dobu 1 hodiny. Počas sonikácie reakčnej zmesi sa teplota zvýšila na 70-80 ° C, merané termočlánkom železo-konštantín. Po jednej hodine sa vytvorila jasne žltá zrazenina. Izoloval sa odstredením (4 000 ot./min., 15 min), premyl sa dvojitou destilovanou vodou a potom absolútnym etanolom, aby sa odstránili zvyškové nečistoty a nakoniec sa vysušil na vzduchu (výťažok: 0,915 g, 68 %). december s.200 °C. Na prípravu polymérneho nanokompozitu sa 1.992 g polyvinylalkoholu rozpustilo v 20 ml dvakrát destilovanej deionizovanej vody a potom sa pridalo do vyššie uvedeného roztoku. Táto zmes bola ožiarená ultrazvukom UP400S po dobu 1 hodiny, keď sa vytvoril jasne oranžový produkt.
Výsledky SEM preukázali, že v prítomnosti PVA sa veľkosť častíc zmenšila z približne 38 nm na 25 nm. Potom sme syntetizovali hexagonálne nanočastice CdS so sférickou morfológiou z tepelného rozkladu polymérneho nanokompozitu, kadmia(II)-tioacetamidu/PVA ako prekurzora. Veľkosť nanočastíc CdS bola meraná pomocou XRD aj SEM a výsledky sa navzájom veľmi dobre zhodovali.
Ranjbar et al. (2013) tiež zistili, že polymérny nanokompozit Cd(II) je vhodným prekurzorom na prípravu nanočastíc sulfidu kademnatého so zaujímavou morfológiou. Všetky výsledky odhalili, že ultrazvukovú syntézu možno úspešne použiť ako jednoduchú, efektívnu, nízkonákladovú, ekologickú a veľmi sľubnú metódu syntézy nanomateriálov bez potreby špeciálnych podmienok, ako je vysoká teplota, dlhé reakčné časy a vysoký tlak.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Syntéza a charakterizácia nanokompozitov kadmia-tioacetamidu. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.
CaCO3
Ultrazvuková aplikácia:
Ultrazvukový povlak nano-vyzrážaného CaCO3 (NPCC) s kyselinou stearovou, aby sa zlepšila jej disperzia v polymére a znížila aglomerácia. 2 g nepotiahnutého nanovyzrážaného CaCO3 (NPCC) bol sonikovaný UP400S v 30 ml etanolu. 9 hmotnostných % kyseliny stearovej bolo rozpustených v etanole. Etanol s kyselinou staerovou sa potom zmiešal so sonifikovanou suspenziou.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S so sonotródou s priemerom 22 mm (H22D) a prietokovým článkom s chladiacim plášťom
Referenčná/výskumná práca:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, AR (2009): Účinky ultrazvuku pri poťahovaní nano-vyzrážaného CaCO3 kyselinou stearovou. Ázijsko-tichomorský časopis chemického inžinierstva 4/5, 2009. 807-813.
celulózové nanokryštály
Ultrazvuková aplikácia:
Celulózové nanokryštály (CNC) pripravené z eukalyptovej celulózy CNC: Nanokryštály celulózy pripravené z eukalyptovej celulózy boli modifikované reakciou s metyladipoylchloridom, CNCm, alebo so zmesou kyseliny octovej a sírovej, CNCa. Preto boli lyofilizované CNC, CNCm a CNCa redispergované v čistých rozpúšťadlách (EA, THF alebo DMF) pri 0,1 hm. % magnetickým miešaním cez noc pri 24 ± 1 °C, po ktorom nasledovala 20 min. sonikácia pomocou ultrazvukového zariadenia typu sondy UP100H. Sonikácia sa uskutočňovala so 130 W/cm2 intenzita pri 24 ± 1 °C. Potom sa do CNC disperzie pridal CAB, takže konečná koncentrácia polyméru bola 0,9 hm. %.
Odporúčanie zariadenia:
UP100H
Referenčná/výskumná práca:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, DFS (2013): Súhra koloidnej stability nanokryštálov celulózy a ich dispergovateľnosti v matrici butyrátu acetátu celulózy. Celulóza 20/3, 2013. 1329-1342.
Silán dopovaný dusičnanom céru
Ultrazvuková aplikácia:
Ako kovové podklady boli použité panely z uhlíkovej ocele valcované za studena (6,5 cm 6,5 cm 0,3 cm; chemicky čistené a mechanicky leštené). Pred nanesením náteru boli panely ultrazvukom vyčistené acetónom a potom vyčistené alkalickým roztokom (0,3 molL 1 roztok NaOH) pri 60 °C počas 10 minút. Na použitie ako základný náter sa pred predbežnou úpravou substrátu zriedila typická formulácia obsahujúca 50 dielov γ-glycidoxypropyltrimetoxysilánu (γ-GPS) asi 950 dielmi metanolu pri pH 4,5 (upravenom kyselinou octovou) a umožnila sa hydrolýza silánu. Postup prípravy dopovaného silánu pigmentmi dusičnanu céru bol rovnaký, s tým rozdielom, že do roztoku metanolu sa pred pridaním (γ-GPS) pridalo 1, 2, 3 hm. dusičnanu céru, potom sa tento roztok zmiešal s vrtulovým miešadlom pri 1600 ot./min po dobu 30 minút pri izbovej teplote. Potom sa disperzie obsahujúce dusičnan céru sonikovali 30 minút pri 40 °C s vonkajším chladiacim kúpeľom. Proces ultrazvuku bol vykonaný pomocou ultrazvuku UIP1000hd (1000 W, 20 kHz) so vstupným ultrazvukovým výkonom okolo 1 W/ml. Predúprava substrátu sa uskutočnila oplachovaním každého panelu po dobu 100 sekúnd vhodným roztokom silánu. Po ošetrení sa panely nechali 24 hodín sušiť pri izbovej teplote, potom boli vopred upravené panely potiahnuté dvojbalením amínom vytvrdeným epoxidom. (Epon 828, shell Co.) na vytvorenie hrúbky mokrého filmu 90 μm. Panely potiahnuté epoxidom sa nechali vytvrdnúť 1 hodinu pri 115 °C po vytvrdnutí epoxidových náterov; Hrúbka suchého filmu bola asi 60 μm.
Odporúčanie zariadenia:
UIP1000hd
Referenčná/výskumná práca:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Elektrochemické účinky silánových predbežných úprav obsahujúcich dusičnan cérnatý na katódové disbondačné vlastnosti ocele potiahnutej epoxidom. Časopis adhéznej vedy a technológie 27/22, 2013. 2411–2420.
Hlina: Disperzia/frakcionácia
Ultrazvuková aplikácia:
Frakcionácia veľkosti častíc: Izolovať < 1 μm častice z častíc 1-2 μm, častice ílovitej veľkosti (< 2 μm) boli oddelené v ultrazvukovom poli a následnou aplikáciou rôznych sedimentačných rýchlostí.
Častice veľkosti ílu (< 2 μm) boli oddelené ultrazvukom s energetickým príkonom 300 J ml-1 (1 min.) pomocou ultrazvukového dezintegrátora typu sondy UP200S (200 W, 24 kHz) vybavený sonotrodou S7 s priemerom 7 mm. Po ultrazvukovom ožiarení sa vzorka odstredila pri 110 x g (1000 ot./min.) počas 3 minút. Fáza usadzovania (frakcionačný pozostatok) bola ďalej použitá pri frakcionácii hustoty na izoláciu frakcií hustoty svetla a získala sa plávajúca fáza (< 2 μm) sa preniesol do inej centrifugačnej skúmavky a odstredil sa pri 440 x g (2000 ot./min.) počas 10 minút, aby sa oddelil < 1 μm frakcia (supernatant) z frakcie 1-2 μm (sediment). Supernatant obsahujúci < 1 μm frakcia sa preniesla do inej centrifugačnej skúmavky a po pridaní 1 ml MgSO4 Odstreduje sa pri 1410 x g (4000 ot./min.) po dobu 10 minút, aby sa dekantoval zvyšok vody.
Aby sa zabránilo prehriatiu vzorky, postup sa opakoval 15-krát.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S s S7 alebo UP200St s S26d7
Referenčná/výskumná práca:
Jakubowska, J. (2007): Vplyv typu zavlažovacej vody na frakcie organickej hmoty v pôde (SOM) a ich interakcie s hydrofóbnymi zlúčeninami. Dizertačná práca Martin-Lutherova univerzita, Halle-Wittenberg, 2007.
Hlina: exfoliácia anorganického ílu
Ultrazvuková aplikácia:
Anorganická hlina bola exfoliovaná, aby sa pripravili nano kompozity na báze pullulanu pre náterovú disperziu. Preto sa pevné množstvo pullulanu (4 hm. % mokrej bázy) rozpustilo vo vode pri teplote 25 °C po dobu 1 hodiny za mierneho miešania (500 ot./min.). Súčasne sa ílový prášok v množstve od 0,2 do 3,0 hm. rozptýlil vo vode za intenzívneho miešania (1000 ot./min.) počas 15 minút. Výsledná disperzia bola ultrazvukom UP400S (NapájanieMax = 400 W; frekvencia = 24 kHz) ultrazvukové zariadenie vybavené titánovou sonotródou H14, priemer hrotu 14 mm, amplitúdaMax = 125 μm; povrchová náročnosť = 105 Wcm-2) za nasledujúcich podmienok: 0,5 cyklu a 50 % amplitúda. Trvanie ultrazvukového ošetrenia sa líšilo v súlade s experimentálnym dizajnom. Organický roztok pullulanu a anorganická disperzia sa potom miešali za mierneho miešania (500 otáčok za minútu) ďalších 90 minút. Po zmiešaní koncentrácie týchto dvoch zložiek zodpovedali pomeru anorganické/organické (I/O) v rozmedzí od 0,05 do 0,75. Distribúcia veľkosti vo vodnej disperzii Na+-MMT íly pred a po ultrazvukovom ošetrení boli hodnotené pomocou analyzátora nanočastíc IKO-Sizer CC-1.
Pre pevné množstvo ílov sa zistilo, že najúčinnejší čas sonikácie je 15 minút, zatiaľ čo dlhšie ultrazvukové ošetrenie zvyšuje P'O2 (v dôsledku reagagregácie), ktorá opäť klesá pri najvyššom čase sonikácie (45 min), pravdepodobne v dôsledku fragmentácie krvných doštičiek aj taktoidov.
Podľa experimentálneho usporiadania prijatého v Introzziho dizertačnej práci je energetická jednotka s výkonom 725 Ws ml-1 bol vypočítaný pre 15-minútové ošetrenie, zatiaľ čo predĺžený čas ultrazvuku 45 minút priniesol jednotkovú spotrebu energie 2060 Ws ml-1. To by umožnilo ušetriť pomerne veľké množstvo energie počas celého procesu, čo sa nakoniec odrazí na konečných nákladoch na priepustnosť.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S so sonotrodom H14
Referenčná/výskumná práca:
Introzzi, L. (2012): Vývoj vysokovýkonných biopolymérnych náterov pre aplikácie balenia potravín. Dizertačná práca Univerzita v Miláne 2012.
Vodivý atrament
Ultrazvuková aplikácia:
Vodivý atrament bol pripravený dispergovaním častíc Cu+C a Cu+CNT dispergátormi v zmiešanom rozpúšťadle (publikácia IV). Dispergátormi boli tri dispergátory s vysokou molekulovou hmotnosťou, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 a DISPERBYK-2012, určené pre disperzie pigmentových sadzí na vodnej báze spoločnosťou BYK Chemie GmbH. Ako hlavné rozpúšťadlo bola použitá deionizovaná voda (DIW). Ako korozpúšťadlá sa použil etylénglykolmonometyléter (EGME) (Sigma-Aldrich), etylénglykolmonobuthyléter (EGBE) (Merck) a n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen).
Zmiešaná suspenzia sa sonikovala 10 minút v ľadovom kúpeli pomocou UP400S ultrazvukový procesor. Potom sa pozastavenie nechalo hodinu ustáliť, po čom nasledovala dekantácia. Pred odstreďovaním alebo tlačou bola suspenzia sonikovaná v ultrazvukovom kúpeli po dobu 10 minút.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Forsman, J. (2013): Výroba nanočastíc Co, Ni a Cu redukciou vodíka. Dizertačná práca VTT, Fínsko, 2013.

Ultrazvuk je vysoko účinný na zmenšenie veľkosti častíc a rozptýlenie pigmentov v atramentovom atramente.
Fathlocyanín meďnatý
Ultrazvuková aplikácia:
Rozklad metaloftalokyanínov
Fatlokyanín meďnatý (CuPc) sa sonikuje vodou a organickými rozpúšťadlami pri teplote okolia a atmosférickom tlaku v prítomnosti oxidantu ako katalyzátora pomocou 500W ultrazvuku UIP500hd s prietokovou komorou. Intenzita sonikácie: 37–59 W/cm2, zmes vzoriek: 5 ml vzorky (100 mg/l), 50 D/D vody s choloformom a pyridínom pri 60 % ultrazvukovej amplitúdy. Reakčná teplota: 20 °C pri atmosférickom tlaku.
Rýchlosť deštrukcie až 95 % do 50 minút sonikácie.
Odporúčanie zariadenia:
UIP500hd
Dibutyrylchitín (DBCH)
Ultrazvuková aplikácia:
Dlhé polymérne makromolekuly môžu byť rozbité ultrazvukom. Ultrazvukom asistovaná redukcia molárnej hmotnosti umožňuje vyhnúť sa nežiaducim vedľajším reakciám alebo oddeleniu vedľajších produktov. Predpokladá sa, že ultrazvuková degradácia, na rozdiel od chemického alebo tepelného rozkladu, je nenáhodný proces, pričom štiepenie prebieha zhruba v strede molekuly. Z tohto dôvodu väčšie makromolekuly degradujú rýchlejšie.
Experimenty sa uskutočňovali pomocou ultrazvukového generátora UP200S vybavené sonotrodou S2. Ultrazvukové nastavenie bolo na príkone 150 W. Použili sa roztoky dibutyrylchitínu v dimetylacetamide v koncentrácii dimetylacetamidu 0,3 g/100 cm3 s objemom 25 cm3. Sonotróda (ultrazvuková sonda / klaksón) bola ponorená do polymérneho roztoku 30 mm pod úrovňou povrchu. Roztok bol umiestnený do termostatovaného vodného kúpeľa udržiavaného pri teplote 25 °C. Každý roztok bol ožiarený na vopred stanovený časový interval. Po uplynutí tejto doby sa roztok 3-krát zriedil a podrobil sa veľkostnej vylučovacej chromatografickej analýze.
Prezentované výsledky naznačujú, že dibutyrylchitín nepodlieha deštrukcii výkonovým ultrazvukom, ale dochádza k degradácii polyméru, čo sa chápe ako riadená sonochemická reakcia. Preto sa ultrazvuk môže použiť na zníženie priemernej molárnej hmotnosti dibutyrylchitínu a to isté platí aj pre pomer hmotnostného priemeru k počtu priemernej molárnej hmotnosti. Pozorované zmeny sa zintenzívňujú zvyšujúcim sa výkonom ultrazvuku a trvaním sonifikácie. Významný vplyv počiatočnej molárnej hmotnosti bol tiež na rozsah degradácie DBCH za študovaných podmienok sonifikácie: čím vyššia je počiatočná molárna hmotnosť, tým väčší je stupeň degradácie.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Ultrazvuková degradácia dibuyrylchitínu. Poľská chitínová spoločnosť, monografia XI, 2006. 123-128.
Ferocínový prášok
Ultrazvuková aplikácia:
Sonochemická cesta na prípravu SWNCNT: Kremičitý prášok (priemer 2–5 mm) sa pridá do roztoku 0,01 mol% ferocénu v p-xyléne, po ktorom nasleduje sonikácia s UP200S vybavené titánovou sondou (sonotrode S14). Ultrazvuk sa uskutočňoval 20 min. pri izbovej teplote a atmosférickom tlaku. Ultrazvukom asistovanou syntézou sa na povrchu kremičitého prášku vyrobili vysoko čisté SWCNT.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S s ultrazvukovou sondou S14
Referenčná/výskumná práca:
Srinivasan C.(2005): Metóda SOUND na syntézu jednostenných uhlíkových nanotrubíc v okolitých podmienkach. Súčasná veda 88/ 1, 2005. 12-13.
Popolček / Metakaolinit
Ultrazvuková aplikácia:
Test lúhovania: Do 50 g pevnej vzorky sa pridalo 100 ml lúhovacieho roztoku. Intenzita sonikácie: max. 85 W/cm2 s UP200S vo vodnom kúpeli s teplotou 20 °C.
Geopolymerizácia: Suspenzia bola zmiešaná s UP200S ultrazvukový homogenizátor na geopolymerizáciu. Intenzita sonikácie bola max. 85 W/cm2. Na ochladenie sa sonikácia uskutočňovala v ľadovom vodnom kúpeli.
Aplikácia výkonového ultrazvuku na geopolymerizáciu má za následok zvýšenie pevnosti v tlaku vytvorených geopolymérov a zvýšenie pevnosti so zvýšenou sonikáciou až do určitého času. Rozpúšťanie metakaolinitu a popolčeka v alkalických roztokoch bolo vylepšené ultrazvukom, pretože sa do gélovej fázy uvoľňovalo viac Al a Si na polykondenzáciu.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultrazvukom vylepšená geopolymerizácia. Časopis materiálových vied 39/2, 2004. 571-580
grafén
Ultrazvuková aplikácia:
Čisté grafénové dosky sa môžu vyrábať vo veľkých množstvách, ako ukazuje práca Stengla a kol. (2011) počas výroby nestechiometrického TiO2 Grafénový nanokompozit tepelnou hydrolýzou suspenzie s grafénovými nanovrstvami a komplexom Titania peroxo. Čisté grafénové nanovrstvy boli vyrobené z prírodného grafitu pri ultrazvuku s 1000W ultrazvukovým procesorom UIP1000hd vo vysokotlakovej komore ultrazvukového reaktora pri 5 barg. Získané grafénové dosky sa vyznačujú vysokou špecifickou plochou a jedinečnými elektronickými vlastnosťami. Vedci tvrdia, že kvalita ultrazvukom pripraveného grafénu je oveľa vyššia ako u grafénu získaného Hummerovou metódou, kde sa grafit exfoliuje a oxiduje. Keďže fyzikálne podmienky v ultrazvukovom reaktore je možné presne kontrolovať a za predpokladu, že koncentrácia grafénu ako dopantu sa bude pohybovať v rozmedzí 1 – 0,001 %, je možná výroba grafénu v kontinuálnom systéme v komerčnom meradle.
Odporúčanie zariadenia:
UIP1000hd
Referenčná/výskumná práca:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-grafénový nanokompozit ako vysokovýkonné fotokatalyzátory. In: Časopis fyzikálnej chémie C 115/2011. s. 25209-25218.
Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvukovej výrobe a príprave grafénu!
oxid grafénu
Ultrazvuková aplikácia:
Vrstvy oxidu grafénu (GO) boli pripravené nasledujúcim spôsobom: 25 mg prášku oxidu grafénu bolo pridaných do 200 ml deionizovanej vody. Miešaním získali nehomogénnu hnedú suspenziu. Výsledné suspenzie boli sonikované (30 min, 1,3 × 105J) a po vysušení (pri 373 K) sa vytvoril ultrazvukom upravený oxid grafénu. FTIR spektroskopia ukázala, že ultrazvukové ošetrenie nezmenilo funkčné skupiny oxidu grafénu.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Ach, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): Vplyv tepelného a ultrazvukového spracovania na tvorbu nanolistov oxidu grafénu. Časopis Kórejskej fyzikálnej spoločnosti 4/56, 2010. s. 1097-1102.
Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvukovej exfoliácii a príprave grafénu!
Chlpaté polymérne nanočastice degradáciou poly(vinylalkoholu)
Ultrazvuková aplikácia:
Jednoduchý jednokrokový postup založený na sonochemickej degradácii vo vode rozpustných polymérov vo vodnom roztoku v prítomnosti hydrofóbneho monoméru vedie k funkčným chlpatým polymérnym časticiam v sére bez zvyškov. Všetky polymerizácie boli vykonané v dvojplášťovom sklenenom reaktore s objemom 250 ml, vybavenom prepážkami, snímačom teploty, magnetickou miešadlovou tyčou a Hielscherom US200S ultrazvukový procesor (200 W, 24 kHz) vybavený titánovou sonotródou S14 (priemer = 14 mm, dĺžka = 100 mm).
Roztok poly(vinylalkoholu) (PVOH) sa pripravil rozpustením presného množstva PVOH vo vode cez noc pri 50 °C za intenzívneho miešania. Pred polymerizáciou sa roztok PVOH umiestnil do reaktora a teplota sa upravila na požadovanú reakčnú teplotu. Roztok PVOH a monomér sa čistili oddelene po dobu 1 hodiny argónom. Potrebné množstvo monoméru sa za intenzívneho miešania pridalo do roztoku PVOH po kvapkách. Následne sa z kvapaliny odstránilo čistenie argónom a ultrazvuk s UP200S sa začal pri amplitúde 80 %. Tu je potrebné poznamenať, že použitie argónu slúži na dva účely: (1) odstránenie kyslíka a (2) je potrebné na vytvorenie ultrazvukových kavitácií. Preto by nepretržitý tok argónu bol v zásade prospešný pre polymerizáciu, ale došlo k nadmernému peneniu; Postup, ktorý sme tu použili, sa tomuto problému vyhol a bol dostatočný na efektívnu polymerizáciu. Vzorky sa pravidelne odoberali na monitorovanie konverzie gravimetriou, distribúcie molekulovej hmotnosti a/alebo distribúcie veľkosti častíc.
Odporúčanie zariadenia:
US200S
Referenčná/výskumná práca:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, JPA (2010): Jednoduchá jednokroková sonochemická cesta k funkčným chlpatým polymérnym nanočasticiam. Mäkká hmota, 6, 2010. 2392-2395.
HiPco-SWCNT
Ultrazvuková aplikácia:
Disperzia HiPco-SWCNT s UP400S: V 5 ml injekčnej liekovke bolo 0,5 mg oxidovaných HiPcoTM SWCNT (0,04 mmol uhlíka) suspendované v 2 ml deionizovanej vody ultrazvukovým procesorom UP400S aby sa získala čierna suspenzia (0,25 mg/ml SWCNT). K tejto suspenzii sa pridalo 1,4 μl roztoku PDDA (20 hm./%, molekulová hmotnosť = 100 000-200 000) a zmes sa miešala vírivo počas 2 minút. Po ďalšej sonikácii vo vodnom kúpeli trvajúcom 5 minút sa suspenzia nanotrubice odstredila pri 5000 g po dobu 10 minút. Supernatant bol odobratý na meranie AFM a následne funkcionalizovaný siRNA.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Jung, A. (2007): Funkčné materiály na báze uhlíkových nanotrubíc. Dizertačná práca Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.
Hydroxyapatitová biokeramika
Ultrazvuková aplikácia:
Na syntézu nano-HAP sa použije 40 ml roztok 0,32 M Ca(NO3)2 ⋅ 4H2O bol vložený do malej kadičky. pH roztoku sa potom upravilo na 9,0 s približne 2,5 ml hydroxidu amónneho. Roztok bol potom sonikovaný ultrazvukovým procesorom UP50H (50 W, 30 kHz) vybavený sonotródou MS7 (priemer klaksónu 7 mm) nastavenou na maximálnu amplitúdu 100 % na 1 hodinu. Na konci prvej hodiny sa 60 ml roztok 0,19 M [KH2PO4] sa potom pomaly pridával po kvapkách do prvého roztoku, pričom podstúpil druhú hodinu ultrazvukového ožarovania. Počas procesu miešania sa hodnota pH skontrolovala a udržala na 9, zatiaľ čo pomer Ca/P sa udržiaval na úrovni 1,67. Roztok sa potom prefiltroval pomocou centrifugácie (~2000 g), po ktorej sa výsledná biela zrazenina proporcionálne rozdelila na niekoľko vzoriek na tepelné spracovanie. Boli vyrobené dve sady vzoriek, prvá pozostávala z dvanástich vzoriek na tepelné spracovanie v rúrkovej peci a druhá pozostávala z piatich vzoriek na mikrovlnnú úpravu
Odporúčanie zariadenia:
UP50H
Referenčná/výskumná práca:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): Tepelný a ultrazvukový vplyv pri tvorbe hydroxyapatitovej biokeramiky v nanometrovej mierke. Medzinárodný časopis nanomedicíny 6, 2011. 2083-2095.
Anorganické WS podobné fullerénu2 nanočastice
Ultrazvuková aplikácia:
Ultrazvuk počas elektrolytickej depozície anorganického fullerénu (IF) podobného WS2 Nanočastice v niklovej matrici vedú k rovnomernejšiemu a kompaktnejšiemu povlaku. Okrem toho má aplikácia ultrazvuku významný vplyv na hmotnostné percento častíc obsiahnutých v kovovom ložisku. Hmotnostné % IF-WS2 častice v niklovej matrici sa zvyšujú zo 4,5 hm. % (vo filmoch pestovaných iba pri mechanickom miešaní) na približne 7 hm. % (vo filmoch pripravených sonikáciou pri 30 W cm-2 intenzity ultrazvuku).
Ni/IF-WS2 nanokompozitné povlaky boli elektrolyticky nanesené zo štandardného niklového wattového kúpeľa, do ktorého priemyselná trieda IF-WS2 (anorganické fulerény-WS2) boli pridané nanočastice.
Pre experiment IF-WS2 sa pridal do elektrolytov Nickel Watts a suspenzie sa intenzívne miešali pomocou magnetického miešadla (300 ot./min.) najmenej 24 hodín pri izbovej teplote pred experimentmi s kódovaním. Bezprostredne pred procesom elektrolytického nanášania boli suspenzie podrobené 10 minútovej ultrazvukovej predúprave, aby sa zabránilo aglomerácii. Pri ultrazvukovom ožarovaní UP200S ultrazvukový ultrazvuk sondového typu so sonotródou S14 (priemer hrotu 14 mm) bol nastavený na 55% amplitúdu.
Na experimenty s kódovaním boli použité valcové sklenené články s objemom 200 ml. Povlaky boli nanesené na ploché komerčné katódy z konštrukčnej ocele (trieda St37) s veľkosťou 3 cm2. Anóda bola z čistej niklovej fólie (3 cm2) umiestnené na boku nádoby, tvárou v tvár ku katóde. Vzdialenosť medzi anódou a katódou bola 4 cm. Substráty boli odmastené, opláchnuté v studenej destilovanej vode, aktivované v 15% roztoku HCl (1 min.) a opäť opláchnuté v destilovanej vode. Elektrokódovanie sa uskutočňovalo pri konštantnej prúdovej hustote 5,0 A dm-2 počas 1 hodiny pomocou jednosmerného zdroja (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Na udržanie rovnomernej koncentrácie častíc v objemovom roztoku sa počas procesu elektrolytického nanášania použili dve metódy miešania: mechanické miešanie magnetickým miešadlom (ω = 300 ot./min.) umiestnené v spodnej časti článku a ultrazvukové miešanie pomocou ultrazvukového zariadenia typu sondy UP200S. Ultrazvuková sonda (sonotroda) bola priamo ponorená do roztoku zhora a presne umiestnená medzi pracovnou a protielektródou tak, aby nedochádzalo k tieneniu. Intenzita ultrazvuku smerujúceho do elektrochemického systému sa menila kontrolou amplitúdy ultrazvuku. V tejto štúdii bola amplitúda vibrácií nastavená na 25, 55 a 75 % v nepretržitom režime, čo zodpovedá intenzite ultrazvuku 20, 30 a 40 W cm-2 merané procesorom pripojeným k ultrazvukovému meraču výkonu (Hielscher Ultrasonics). Teplota elektrolytu sa udržiavala na 55 ° C pomocou termostatu. Teplota sa merala pred a po každom experimente. Zvýšenie teploty v dôsledku ultrazvukovej energie neprekročilo 2–4 ° C. Po elektrolýze boli vzorky ultrazvukom čistené v etanole po dobu 1 minúty, aby sa z povrchu odstránili voľne adsorbované častice.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S s ultrazvukovým klaksónom / sonotrodou S14
Referenčná/výskumná práca:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Kódovanie anorganických fullerénu podobných nanočastíc WS2 v elektrolyticky nanesenej niklovej matrici pod vplyvom ultrazvukového miešania. Electrochimica Acta 114, 2013. 859-867.
Syntéza latexu
Ultrazvuková aplikácia:
Príprava P(St-BA) latexu
P(St-BA) poly(styrén-r-butylakrylát) P(St-BA) latexové častice boli syntetizované emulznou polymerizáciou v prítomnosti povrchovo aktívnej látky DBSA. 1 g DBSA sa najprv rozpustil v 100 ml vody v banke s tromi hrdlami a hodnota pH roztoku sa upravila na 2,0. Do roztoku DBSA sa naliali zmiešané monoméry 2,80 g St a 8,40 g BA s iniciátorom AIBN (0,168 g). Emulzia O/W sa pripravovala magnetickým miešaním počas 1 hodiny, po ktorom nasledovala sonikácia s UIP1000hd Vybavený ultrazvukovým klaksónom (sonda/sonotroda) na ďalších 30 minút v ľadovom kúpeli. Nakoniec sa polymerizácia uskutočnila pri 90 °C v olejovom kúpeli po dobu 2 hodín v dusíkovej atmosfére.
Odporúčanie zariadenia:
UIP1000hd
Referenčná/výskumná práca:
Výroba pružných vodivých filmov odvodených od poly(3,4-etyléndioxytiofén)epoly(kyselina styrénsulfónová) (PEDOT:PSS) na substráte z netkaných textílií. Materiálová chémia a fyzika 143, 2013. 143-148.
Kliknite sem a prečítajte si viac o sonosyntéze latexu!
Odstraňovanie olova (sonolúhovanie)
Ultrazvuková aplikácia:
Ultrazvukové vylúhovanie olova z kontaminovanej pôdy:
Experimenty s ultrazvukovým lúhovaním sa vykonávali pomocou ultrazvukového prístroja UP400S s titánovou sonickou sondou (priemer 14 mm), ktorá pracuje na frekvencii 20 kHz. Ultrazvuková sonda (sonotrode) bola kalorimetricky kalibrovaná s ultrazvukovou intenzitou nastavenou na 51 ± 0,4 W cm-2 pre všetky experimenty so sono-lúhovaním. Experimenty so sono-lúhovaním boli termostatované pomocou sklenenej bunky s plochým dnom pri teplote 25 ± 1 °C. Ako roztoky na lúhovanie pôdy (0,1 l) pri sonikácii boli použité tri systémy: 6 ml 0,3 mol l-2 roztoku kyseliny octovej (pH 3.24), 3 % (v/v) roztoku kyseliny dusičnej (pH 0.17) a tlmivého roztoku kyseliny octovej/acetátu (pH 4.79) pripraveného zmiešaním 60 ml 0f 0.3 mol l-1 kyselina octová s 19 ml 0,5 mol l-1 NaOH. Po procese sono-lúhovania boli vzorky filtrované filtračným papierom, aby sa oddelil priesakový roztok od pôdy, po ktorom nasledovalo elektrolytické nanášanie roztoku výluhu olovom a rozklad pôdy po aplikácii ultrazvuku.
Ultrazvuk sa ukázal ako cenný nástroj pri zvyšovaní výluhu olova zo znečistenej pôdy. Ultrazvuk je tiež účinnou metódou na takmer úplné odstránenie vylúhovateľného olova z pôdy, čo vedie k oveľa menej nebezpečnej pôde.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S so sonotrodom H14
Referenčná/výskumná práca:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultrazvukové lúhovanie a elektrochemické ošetrenie v kombinácii s pôdou na odstraňovanie olova. Časopis nových materiálov pre elektrochemické systémy 10, 2007. 195-199.
Príprava suspenzie nanočastíc
Ultrazvuková aplikácia:
Na prípravu suspenzií nanočastíc boli použité holé nTiO2 (5 nm transmisnou elektrónovou mikroskopiou (TEM)) a nZnO (20 nm TEM) a polymérom potiahnuté nTiO2 (3-4 nm TEM) a nZnO (3-9 nm TEM). Kryštalická forma NP bola anatázová pre nTiO2 a amorfná pre nZnO.
01 g nanočasticového prášku sa odvážilo do kadičky s objemom 250 ml obsahujúcej niekoľko kvapiek deionizovanej (DI) vody. Nanočastice sa potom zmiešali špachtľou z nehrdzavejúcej ocele a kadička sa naplnila na 200 ml DI vodou, miešala sa a potom sa ultrazvukom 60 sekúnd pri 90% amplitúde s Hielscherovou UP200S ultrazvukový procesor, ktorý poskytuje 0,5 g/l suspenziu. Všetky zásobné suspenzie sa uchovávali maximálne dva dni pri teplote 4 °C.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S alebo UP200St
Referenčná/výskumná práca:
Petosa, A. R. (2013): Transport, depozícia a agregácia nanočastíc oxidov kovov v nasýtených zrnitých poréznych médiách: úloha chémie vody, povrchu kolektora a povlaku častíc. Dizertačná práca McGill University Montreal, Quebec, Kanada 2013. 111-153.
Kliknite sem a dozviete sa viac o ultrazvukovej disperzii nanočastíc!
Zrážanie nanočastíc magnetitu
Ultrazvuková aplikácia:
Magnetit (Fe3O4) nanočastice vznikajú spoluzrážaním vodného roztoku hexahydrátu chloridu železitého a heptahydrátu síranu železitého s molárnym pomerom Fe3+/Fe2+ = 2:1. Roztok železa sa vyzráža koncentrovaným hydroxidom amónnym a hydroxidom sodným. Zrážacia reakcia sa uskutočňuje pri ultrazvukovom ožarovaní, pričom sa reaktanty privádzajú cez kaviatačnú zónu v ultrazvukovej prietokovej reaktorovej komore. Aby sa predišlo akémukoľvek gradientu pH, musí sa zrážadlo prečerpať v nadmernom množstve. Distribúcia veľkosti častíc magnetitu bola meraná pomocou fotónovej korelačnej spektroskopie. Ultrazvukom indukované miešanie znižuje priemernú veľkosť častíc z 12-14 nm na približne 5-6 nm.
Odporúčanie zariadenia:
UIP1000hd s reaktorom prietokových článkov
Referenčná/výskumná práca:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Plagát prezentovaný na výročnom stretnutí GVC v roku 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): Prevádzkové parametre kontinuálneho sono-chemického zrážacieho reaktora. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Apríl 2006.
Kliknite sem a dozviete sa viac o ultrazvukových zrážkach!
Niklové prášky
Ultrazvuková aplikácia:
Príprava suspenzie práškov Ni s polyelektrolytom pri zásaditom pH (na zabránenie rozpúšťania a na podporu vývoja druhov obohatených o NiO na povrchu), polyelektrolytu na akrylovej báze a hydroxidu tetrametylamónneho (TMAH).
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Starosta, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): Výroba supravodivých náterov na štrukturálnych keramických dlaždiciach. Aplikovaná supravodivosť 19/3, 2009. 3041-3044.
Pbs – Syntéza nanočastíc sulfidu olovnatého
Ultrazvuková aplikácia:
Pri izbovej teplote sa do 5 ml iónovej kvapaliny, [EMIM] [EtSO4], pridalo 0,151 g octanu olovnatého (Pb(CH3COO)2,3H2O) a 0,03 g TAA (CH3CSNH2) a 15 ml dvojito destilovanej vody v 50 ml kadičke uloženej na ultrazvukové ožarovanie UP200S na 7 min. Hrot ultrazvukovej sondy/sonotródy S1 bol ponorený priamo do reakčného roztoku. Vytvorená suspenzia tmavohnedej farby sa odstredila, aby sa zrazenina dostala von, a dvakrát sa premyla dvojitou destilovanou vodou a etanolom, aby sa odstránili nezreagované činidlá. Na preskúmanie vplyvu ultrazvuku na vlastnosti produktov bola pripravená ešte jedna porovnávacia vzorka, pričom sa udržiavajú konštantné reakčné parametre s výnimkou toho, že produkt sa pripravuje za nepretržitého miešania po dobu 24 hodín bez pomoci ultrazvukového žiarenia.
Na prípravu nanočastíc PbS bola navrhnutá ultrazvukom asistovaná syntéza vo vodnej iónovej kvapaline pri izbovej teplote. Táto ekologická metóda pri izbovej teplote a životnom prostredí je rýchla a bez šablón, čo výrazne skracuje čas syntézy a vyhýba sa zložitým syntetickým postupom. Pripravené nanoklastre vykazujú obrovský modrý posun 3,86 eV, ktorý možno pripísať veľmi malej veľkosti častíc a efektu kvantového obmedzenia.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Príprava a charakterizácia nanočastíc PbS pri jednoduchej a izbovej teplote vo vodnej [EMIM][EtSO4] iónovej kvapaline pomocou ultrazvukového ožarovania. Bulletin Kórejskej chemickej spoločnosti 29/1, 2008. 53-56.
Čistené nanotrubice
Ultrazvuková aplikácia:
Purifikované nanotrubice boli potom suspendované v 1,2-dichlóretáne (DCE) sonikáciou pomocou vysokovýkonného ultrazvukového zariadenia UP400S, 400 W, 24 kHz) v pulznom režime (cykloch), aby sa dosiahla čierna suspenzia. Zväzky aglomerovaných nanoskúmaviek boli následne odstránené v kroku centrifugácie po dobu 5 minút pri 5000 ot./min.
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Witte, P. (2008): Amfifilné fullerény pre biomedicínske a optoelektronické aplikácie. Dizertačná práca Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.
Kompozitné SAN/CNT
Ultrazvuková aplikácia:
Na rozptýlenie CNT v matici SAN bol použitý Hielscherov UIS250V so sonotródou na sonikáciu typu sondy. Prvé CNT boli rozptýlené v 50 ml destilovanej vody sonikáciou asi 30 minút. Na stabilizáciu roztoku sa pridal KBÚ v pomere ~1 % roztoku. Potom sa získaná vodná disperzia CNT spojila s polymérnou suspenziou a miešala sa 30 minút s mechanickým miešadlom Heidolph RZR 2051 a potom sa opakovane sonikovala po dobu 30 minút. Na analýzu boli disperzie SAN obsahujúce rôzne koncentrácie CNT odliate do teflónových foriem a sušené pri teplote okolia 3–4 dni.
Odporúčanie zariadenia:
UIS250v
Referenčná/výskumná práca:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): Nanokompozity styrén-akrylát/uhlíkové nanorúrky: mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti. In: Zborník Estónskej akadémie vied 61/3, 2012. 172–177.
Nanoprášok karbidu kremíka (SiC)
Ultrazvuková aplikácia:
Nanoprášok karbidu kremíka (SiC) bol deaglomerovaný a distribuovaný v roztoku tetra-hydrofuránu farby pomocou Hielschera UP200S vysokovýkonný ultrazvukový procesor pracujúci pri hustote akustického výkonu 80 W/cm2. Deaglomerácia SiC sa spočiatku uskutočňovala v čistom rozpúšťadle s trochou čistiaceho prostriedku, potom sa následne pridali časti farby. Celý proces trval 30 minút a 60 minút v prípade vzoriek pripravených na nanášanie ponorom a sieťotlač. Počas ultrasonifikácie bolo zabezpečené dostatočné ochladenie zmesi, aby sa zabránilo varu rozpúšťadla. Po ultrazvuku sa tetrahydrofurán odparil v rotačnom výparníku a do zmesi sa pridalo tvrdidlo, aby sa získala vhodná viskozita na tlač. Koncentrácia SiC vo výslednom kompozite bola 3 % hm. vo vzorkách pripravených na ponorné nanášanie. Na sieťotlač boli pripravené dve dávky vzoriek s obsahom SiC 1 – 3 % hmotnosti pre predbežné testy opotrebovania a trenia a 1,6 – 2,4 % hm. na jemné doladenie kompozitov na základe výsledkov testov opotrebovania a trenia.
Odporúčanie zariadenia:
UP200S
Referenčná/výskumná práca:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Elastický napínač priadze s nekontinuálnym nanokompozitným vzorom proti opotrebovaniu. Vlákna & Textil vo východnej Európe 17. 1., 2009. 91-96.
SWNT Jednostenné uhlíkové nanotrubice
Ultrazvuková aplikácia:
Sonochemická syntéza: 10 mg SWNT a 30 ml 2% roztoku MCB 10 mg SWNT a 30 ml 2% roztoku MCB, intenzita sonikácie UP400S: 300 W/cm2, trvanie sonikácie: 5h
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): Jednoduchý spôsob chemickej reakcie jednostenných uhlíkových nanotrubíc s organickými materiálmi pomocou ultrazvuku. Nano listy 1/ 7, 2001. 361–363.
Tiolované SWCNT
Ultrazvuková aplikácia:
25 mg tiolovaných SWCNT (2,1 mmol uhlíka) bolo suspendovaných v 50 ml deionizovanej vody pomocou 400W ultrazvukového procesora (UP400S). Následne sa suspenzia dala do čerstvo pripraveného roztoku Au(NP) a zmes sa miešala 1 hodinu. Au(NP)-SWCNT boli extrahované mikrofiltráciou (dusičnan celulózy) a dôkladne premyté deionizovanou vodou. Filtrát bol červeno sfarbený, pretože malý Au(NP) (priemerný priemer ≈ 13 nm) mohol efektívne prejsť filtračnou membránou (veľkosť pórov 0,2 μm).
Odporúčanie zariadenia:
UP400S
Referenčná/výskumná práca:
Jung, A. (2007): Funkčné materiály na báze uhlíkových nanotrubíc. Dizertačná práca Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.
TiO2 / Perlitový kompozit
Ultrazvuková aplikácia:
Kompozitné materiály TiO2 / perlit boli pripravené nízko. Spočiatku sa 5 ml izopropoxidu titaničitého (TIPO), Aldrich 97%, rozpustilo v 40 ml etanolu, Carlo Erba, a miešalo sa 30 minút. Potom sa pridalo 5 g perlitu a disperzia sa miešala 60 minút. Zmes bola ďalej homogenizovaná pomocou ultrazvukového hrotu sonikátora UIP1000hd. Celkový energetický príkon 1 Wh bol aplikovaný na sonikáciu po dobu 2 minút. Nakoniec sa suspenzia zriedila etanolom, aby sa dostalo 100 ml suspenzie a získaná kvapalina bola nominovaná ako prekurzorový roztok (PS). Pripravený PS bol pripravený na spracovanie pomocou systému pyrolýzy plameňovým rozprašovaním.
Odporúčanie zariadenia:
UIP1000hd
Referenčná/výskumná práca:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou, T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): Jednokroková syntéza kompozitov TiO2/perlitu pyrolýzou v spreji plameňom a ich fotokatalytické správanie. Medzinárodný časopis fotoenergie 2013.

Ultrazvuk UIP2000hdT (2kW) s prietokovým reaktorom je bežne používané nastavenie na sonochemickú syntézu mezoporéznych nanokatalyzátorov (napr. dekorovaných zeolitov).
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Výkonný ultrazvuk spojený s kvapalinami vytvára intenzívnu kavitáciu. Extrémne kavitačné účinky vytvárajú jemné práškové kaše s veľkosťou častíc v submikrónovom a nanorozsahu. Okrem toho sa aktivuje plocha povrchu častíc. Nárazy mikroprúdových a rázových vĺn a zrážky medzi časticami majú podstatný vplyv na chemické zloženie a fyzikálnu morfológiu pevných látok, čo môže dramaticky zvýšiť chemickú reaktivitu organických polymérov aj anorganických pevných látok.
“Extrémne podmienky vo vnútri kolabujúcich bublín produkujú vysoko reaktívne látky, ktoré možno použiť na rôzne účely, napríklad na iniciáciu polymerizácie bez pridaných iniciátorov. Ďalším príkladom je sonochemický rozklad prchavých organokovových prekurzorov v rozpúšťadlách s vysokou teplotou varu, pri ktorom vznikajú nanoštruktúrované materiály v rôznych formách s vysokou katalytickou aktivitou. Nanoštruktúrované kovy, zliatiny, karbidy a sulfidy, nanometrové koloidy a nanoštruktúrované katalyzátory sa dajú pripraviť touto všeobecnou cestou.”
[Suslick/ Cena 1999: 323]
Literatúra/Referencie
- Suslick, K. S.; Price, G. J. (1999): Aplikácie ultrazvuku na materiálovú chémiu. Annu. Reverend Mater. Sci. 29, 1999. 295-326.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliovaný CrPS4 so sľubnou fotovodivosťou. Malý zv. 16, vydanie 1. 9. januára 2020.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentácia molekulárnych kryštálov. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Tepelný a ultrazvukový vplyv pri tvorbe hydroxyapatitovej biokeramiky v nanometrovej stupnici. Int J Nanomedicína. 2011; 6: 2083–2095.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Ultrazvukové homogenizátory tkanív sa často označujú ako sondový sonikátor, sonický lyzér, sonolyzér, ultrazvukový disruptor, ultrazvuková brúska, sono-ruptor, sonifikátor, sonický dismembrator, bunkový disruptor, ultrazvukový dispergátor alebo rozpúšťač. Rôzne pojmy vyplývajú z rôznych aplikácií, ktoré môžu byť splnené sonikáciou.