Enoplodne ogljikove nanocevke (SWNTs ali SWCNTs) imajo edinstvene lastnosti, vendar jih je treba individualno razpršiti. Da bi v celoti izkoristili izredne lastnosti ogljikovih nanocevk z enostranskimi stenami, je treba cevi najpogosteje zarobiti. SWNT-ji kot drugi nanodelci kažejo zelo visoke privlačne sile, tako da je potrebna močna in učinkovita tehnika za zanesljivo deaglomeracijo in disperzijo. Medtem ko običajne tehnike mešanja ne zagotavljajo intenzitete, potrebne za odstranitev SWNT-jev, ne da bi jih poškodovale, se dokazuje, da ultrazvočna moć z visoko močjo detonira in razprši SWCNT. Ultrazvočno ustvarjene kavitacijske strižne sile so dovolj močne, da premagajo sile vezanja, medtem ko je intenzivnost ultrazvoka natančno naravnana, da bi se izognili poškodbam SWCNT.

težava:

Enoplodne ogljikove nanocevke (SWCNT) se razlikujejo od večplastnih ogljikovih nanocevk (MWNTs / MWCNTs) zaradi njihovih električnih lastnosti. Razpon razpona SWCNT se lahko spreminja od nič do 2 eV, njihova električna prevodnost pa ima kovinsko ali polprevodniško vedenje. Ker so enokrilne ogljikove nanocevke visoko kohezivne, je ena od glavnih ovir pri predelavi SWCNTs inherentna netopnost cevi v organskih topilih ali vodi. Da bi izkoristili celoten potencial SWCNT-jev, je potreben preprost, zanesljiv in razširljiv proces deaglomeracije cevi. Zlasti funkcionalizacija stranskih sten CNT ali odprtih koncev, da se ustvari primeren vmesnik med SWCNT-jem in organskim topilom, povzroči le delno porazdelitev SWCNT-ov. Zato so SWCNTs večinoma razporejeni kot snopi, ne pa posamezne deaglomerirane vrvi. Če je stanje med disperzijo preveč kruto, se bo SWCNT skrajšal na dolžine od 80 do 200nm. Za večino praktičnih aplikacij, to je za polprevodniške ali krepilne SWCNT, je ta dolžina premajhna.

rešitev:

Ultrasonikacija je zelo učinkovita metoda razprševanja in deaglomeracije ogljikovih nanocevk, saj ultrazvočni valovi ultrazvok z visoko intenzivnostjo ustvarjajo kavitacijo v tekočinah. Zvočne valove, ki se razmnožujejo v tekočih medijih, povzročajo izmenične cikle visokega tlaka (kompresije) in nizkega tlaka (raztopine) s stopnjami, ki so odvisne od frekvence. Med ciklusom nizkega tlaka ultrazvočni valovi z visoko intenzivnostjo ustvarijo majhne vakuumske mehurčke ali praznine v tekočini. Ko mehurčki dosežejo prostornino, na kateri ne morejo več absorbirati energije, se med visokotlačnim ciklom zrušijo. Ta pojav se imenuje kavitacija. Med implozijo so zelo visoke temperature (približno 5.000K) in pritiski (približno 2.000atm) doseženi lokalno. V imploziji kavitacijskega mehurčka pride tudi do tekočih curkov do hitrosti 280 m / s. Ti tokovi tekočih curkov, ki izhajajo iz Ultrasonic kavitacija, Premagati veznih sil med ogljikovih nanocevk in s tem, da nanocevke postanejo deaglomeriranim. Blaga, nadzorovana ultrazvočna obdelava je primerna metoda za ustvarjanje površinsko stabilizirana suspenzije dispergiranih SWCNTs z visoko dolžino. Za nadzorovano proizvodnjo SWCNTs, Hielscher je ultrazvočni procesorji omogoča vožnjo v različnih ultrazvočnih parametrov nizov. Ultrazvočne amplitudo, tlak tekočine in tekoči sestavek se lahko spreminja oziroma na označeni specifični material in postopek. Ta ponuja spremenljive možnosti prilagoditve, kot so

• sonotrode amplitudi do 170 mikronov
• tekoči tlaki do 10 barov
• Stopnje tekoči pretoka do 15l / min (odvisno od procesa)
• tekoči temperature do 80 degC (druge temperature na zahtevo)
• Industrijska viskoznost do 100.000cp

 

Poleg tega ultrasonication kot postopek za čiščenje polimerno pomaga omogoča odstranitev nečistoč iz as-vzgojenih SWCNTs, učinkovito. Težko je študija kemično spremembo SWCNTs na molekularnem nivoju, ker je težko dobiti čisto SWNTs. Kot gojena SWCNTs vsebuje veliko nečistoče, kot so kovinski delci in amorfnih ogljikov. Ultrasonication od SWCNTs v raztopini monoklorbenzen (MCB) poli (metil metakrilata) PMMA sledi filtriranje je učinkovit način za čiščenje SWCNTs. Ta polimer pomočjo Postopek za čiščenje omogoča odstranitev nečistoč iz as-vzgojenih SWCNTs učinkovito. Natančno krmiljenje amplitude ultrazvočni omogoča, da se prepreči ali omeji poškodbe SWCNTs.

Ultrazvočni oprema

Hielscher ponuja visoko zmogljivost ultrazvočni procesorji za ultrazvočno razbijanje vsake volumna. Ultrazvočne naprave od 50 vatov do 16.000 vatov, ki se lahko ustanovijo v grozdih, omogočajo najti ustrezen ultrazvočni za vsako uporabo v laboratoriju, kot tudi v industriji. Za nenaraven disperzijo nanocevk, se priporoča neprekinjen ultrazvoka. Uporaba pretočne celice Hielscher je, da postane mogoče, da se razpršijo CNT v tekočinah povišane viskoznosti, kot so polimeri z visoko viskoznostjo vranice in termoplastov.

Kliknite tukaj in preberite več o razpršenosti in spremembo nanocevk, ki jih visoke moči z ultrazvokom!