Ultrazvočni homogenizatorji za deagglomeracijo nanomaterialov

V današnjem hitro razvijajočem se okolju znanosti o materialih Hielscher zvočniki izstopajo z zagotavljanjem neprimerljive natančnosti za deagglomeracijo nanomaterialov v laboratorijskih čašah in v obsegu proizvodnje. Hielscher ultrazvočni homogenizatorji omogočajo raziskovalcem in inženirjem, da premikajo meje mogočega v nanotehnoloških aplikacijah.

Deagglomeracija nanomaterialov: izzivi in Hielscherjeve rešitve

Formulacije nanomaterialov v laboratorijskem ali industrijskem obsegu se pogosto srečujejo s problemom aglomeracije. Hielscher sonicatorji to obravnavajo z visoko intenzivno ultrazvočno kavitacijo, ki zagotavlja učinkovito deagglomeracijo in disperzijo delcev. Na primer, pri formulaciji materialov, izboljšanih z ogljikovo nanocevko, so bili Hielscherjevi sonikatorji ključni pri razbijanju zapletenih snopov in tako povečali njihove električne in mehanske lastnosti.

Ultrazvočna deagglomeracija nanomaterialov proizvaja enakomerne porazdelitve velikosti ozkih delcev.

Vodnik po korakih za učinkovito disperzijo nanomaterialov in deagglomeracijo

  1. Izberite svoj Sonicator: Glede na vaše zahteve glede prostornine in viskoznosti izberite Hielscher sonicator model, primeren za vašo uporabo. Z veseljem vam bomo pomagali. Prosimo, kontaktirajte nas z vašimi zahtevami!
  2. Pripravite vzorec: Zmešajte nanomaterial v ustreznem topilu ali tekočini.
  3. Nastavite parametre ultrazvočnega razbijanja: Prilagodite nastavitve amplitude in impulza glede na občutljivost vašega materiala in želene rezultate. Prošnja nas prosi za priporočila in protokole deagglomeracije!
  4. Spremljajte postopek: Uporabite redno vzorčenje za oceno učinkovitosti deagglomeracije in po potrebi prilagodite parametre.
  5. Ravnanje po ultrazvočnem razbijanju: Zagotovite stabilizirano razpršenost z ustreznimi površinsko aktivnimi snovmi ali s takojšnjo uporabo pri nanosih.
Sonication je dobro uveljavljen v deagglomeraciji in funkcionalizaciji termoprevodnih nanodelcev, kot tudi pri proizvodnji stabilnih visoko zmogljivih nanofluidov za hlajenje.

Ultrazvočna deagglomeracija ogljikovih nanocevk (CNT) v polietilen glikolu (PEG)

Video sličica

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Pogosta vprašanja o deagglomeraciji nanomaterialov

  • Zakaj nanodelci aglomerirajo?

    Nanodelci se nagibajo k aglomeraciji zaradi visokega razmerja med površino in prostornino, kar vodi do znatnega povečanja površinske energije. Ta visoka površinska energija ima za posledico inherentno težnjo, da delci zmanjšajo svojo izpostavljeno površino na okoliški medij, zaradi česar se združijo in tvorijo grozde. Ta pojav poganjajo predvsem van der Waalsove sile, elektrostatične interakcije in v nekaterih primerih magnetne sile, če imajo delci magnetne lastnosti. Aglomeracija lahko škoduje edinstvenim lastnostim nanodelcev, kot so njihova reaktivnost, mehanske lastnosti in optične lastnosti.

  • Kaj preprečuje, da bi se nanodelci zlepili skupaj?

    Preprečevanje lepljenja nanodelcev vključuje premagovanje notranjih sil, ki poganjajo aglomeracijo. To se običajno doseže s strategijami površinske modifikacije, ki uvajajo sterično ali elektrostatično stabilizacijo. Sterična stabilizacija vključuje pritrditev polimerov ali površinsko aktivnih snovi na površino nanodelcev, kar ustvarja fizično oviro, ki preprečuje tesen pristop in agregacijo. Po drugi strani pa se elektrostatična stabilizacija doseže s premazovanjem nanodelcev z nabitimi molekulami ali ioni, ki dajejo enak naboj vsem delcem, kar povzroči medsebojno odbijanje. Te metode lahko učinkovito preprečijo van der Waalsa in druge privlačne sile, ohranjajo nanodelce v stabilnem razpršenem stanju. Ultrasonication pomaga med sterično ali elektrostatično stabilizacijo.

  • Kako lahko preprečimo aglomeracijo nanodelcev?

    Preprečevanje aglomeracije nanodelcev zahteva večplasten pristop, ki vključuje dobre disperzijske tehnike, kot so ultrazvočno razbijanje, ustrezna izbira disperzijskega medija in uporaba stabilizatorjev. Ultrazvočno mešanje z visoko strižnostjo je učinkovitejše za razpršitev nanodelcev in razbijanje aglomeratov kot staromodni mlini za krogle. Izbira ustreznega disperzijskega medija je kritična, saj mora biti združljiva z uporabljenimi nanodelci in stabilizatorji. Površinsko aktivne snovi, polimeri ali zaščitni premazi se lahko nanesejo na nanodelce, da se zagotovi sterični ali elektrostatični odboj, s čimer se stabilizira disperzija in prepreči aglomeracija.

  • Kako lahko deagglomeriramo nanomateriale?

    Zmanjšanje aglomeracije nanomaterialov je mogoče doseči z uporabo ultrazvočne energije (ultrazvočno razbijanje), ki ustvarja kavitacijske mehurčke v tekočem mediju. Propad teh mehurčkov povzroča intenzivno lokalno toploto, visok pritisk in močne strižne sile, ki lahko razbijejo grozde nanodelcev. Na učinkovitost ultrazvočnega razbijanja v deaglomerirajočih nanodelcih vplivajo dejavniki, kot so zvočna moč, trajanje ter fizikalne in kemijske lastnosti nanodelcev in medija.

  • Kakšna je razlika med aglomeratom in agregatom?

    Razlika med aglomerati in agregati je v moči vezi delcev in naravi njihovega nastanka. Aglomerati so skupki delcev, ki jih držijo skupaj relativno šibke sile, kot so van der Waalsove sile ali vodikova vez, in jih je pogosto mogoče razpršiti v posamezne delce z mehanskimi silami, kot so mešanje, tresenje ali ultrazvočno razbijanje. Agregati pa so sestavljeni iz delcev, ki jih povezujejo močne sile, kot so kovalentne vezi, kar ima za posledico trajno unijo, ki jo je veliko težje razgraditi. Hielscher sonikatorji zagotavljajo intenzivno striženje, ki lahko razbije agregate delcev.

  • Kakšna je razlika med koalesce in aglomeratom?

    Koalescenca in aglomeracija se nanašata na združevanje delcev, vendar vključujeta različne procese. Koalescenca je proces, pri katerem se dve ali več kapljic ali delcev združi v eno celoto, kar pogosto vključuje zlitje njihovih površin in notranje vsebine, kar vodi v trajno združitev. Ta proces je pogost v emulzijah, kjer se kapljice združijo, da znižajo celotno površinsko energijo sistema. Nasprotno pa aglomeracija običajno vključuje trdne delce, ki se združijo in tvorijo grozde s šibkejšimi silami, kot so van der Waalsove sile ali elektrostatične interakcije, ne da bi združili svoje notranje strukture. Za razliko od koalescence lahko aglomerirane delce pogosto ločimo nazaj na posamezne komponente pod pravimi pogoji.

  • Kako razbiti aglomerate nanomaterialov?

    Razbijanje aglomeratov vključuje uporabo mehanskih sil za premagovanje sil, ki držijo delce skupaj. Tehnike vključujejo visoko strižno mešanje, rezkanje in ultrasonication. Ultrasonication je najučinkovitejša tehnologija za deagglomeracijo nanodelcev, saj kavitacija, ki jo proizvaja, ustvarja intenzivne lokalne strižne sile, ki lahko ločijo delce, ki jih vežejo šibke sile.

  • Kaj ultrazvočno razbijanje naredi z nanodelci?

    Sonication uporablja visokofrekvenčne ultrazvočne valove na vzorec, kar povzroča hitre vibracije in nastanek kavitacijskih mehurčkov v tekočem mediju. Implozija teh mehurčkov ustvarja intenzivno lokalno toploto, visoke pritiske in strižne sile. Za nanodelce Hielscher sonikatorji učinkovito razpršijo delce z razbijanjem aglomeratov in preprečevanjem reaglomeracije z vnosom energije, ki premaga privlačne sile med delci. Ta proces je bistvenega pomena za doseganje enotne porazdelitve velikosti delcev in izboljšanje lastnosti materiala za različne aplikacije.

  • Kakšne so metode disperzije nanodelcev?

    Metode deagglomeracije in disperzije nanodelcev lahko razvrstimo v mehanske, kemijske in fizikalne procese. Ultrasonication je zelo učinkovita mehanska metoda, ki fizično ločuje delce. Hielscher sonicatorji so priljubljeni zaradi svoje učinkovitosti, razširljivosti, sposobnosti doseganja finih disperzij in njihove uporabnosti v široki paleti materialov in topil v katerem koli merilu. Najpomembneje je, da Hielscher sonicatorji vam omogočajo, da linearno povečate svoj proces brez kompromisov. Po drugi strani kemijske metode vključujejo uporabo površinsko aktivnih snovi, polimerov ali drugih kemikalij, ki adsorbirajo na površine delcev in zagotavljajo sterični ali elektrostatični odboj. Fizikalne metode lahko vključujejo spreminjanje lastnosti medija, kot sta pH ali ionska trdnost, za izboljšanje disperzijske stabilnosti. Ultrasonication lahko pomaga kemično disperzijo nanomaterialov.

  • Kakšna je metoda ultrazvočnega razbijanja za sintezo nanodelcev?

    Metoda ultrazvočnega razbijanja za sintezo nanodelcev vključuje uporabo ultrazvočne energije za olajšanje ali povečanje kemičnih reakcij, ki vodijo do nastanka nanodelcev. To se lahko zgodi s procesom kavitacije, ki ustvarja lokalizirane vroče točke ekstremne temperature in tlaka, spodbuja reakcijsko kinetiko in vpliva na nukleacijo in rast nanodelcev. Sonication lahko pomaga nadzorovati velikost, obliko in porazdelitev delcev, zaradi česar je vsestransko orodje pri sintezi nanodelcev z želenimi lastnostmi.

  • Kateri sta dve vrsti metod ultrazvočnega razbijanja?

    Dve glavni vrsti metod ultrazvočnega razbijanja sta serijska sonda, ultrazvočno razbijanje in ultrazvočno razbijanje. Sonikacija šaržne sonde vključuje namestitev ultrazvočne sonde v gnojevko nanomaterialov. Inline sonda sonication, na drugi strani, vključuje črpanje gnojevke nanomaterialov skozi ultrazvočni reaktor, v katerem sonda za ultrazvočno razbijanje zagotavlja intenzivno in lokalizirano ultrazvočno energijo. Slednja metoda je učinkovitejša za predelavo večjih količin v proizvodnji in se pogosto uporablja v distribuciji nanodelcev v proizvodnem obsegu in deagglomeraciji.

  • Koliko časa traja sonikiranje nanodelcev?

    Čas ultrazvočnega razbijanja nanodelcev se zelo razlikuje glede na material, začetno stanje aglomeracije, koncentracijo vzorca in želene končne lastnosti. Običajno lahko časi ultrazvočnega razbijanja trajajo od nekaj sekund do nekaj ur. Optimizacija časa ultrazvočnega razbijanja je ključnega pomena, saj lahko premalo ultrazvočno razbijanje pusti aglomerate nedotaknjene, medtem ko lahko prekomerno ultrazvočno razbijanje povzroči fragmentacijo delcev ali neželene kemijske reakcije. Empirično testiranje v nadzorovanih pogojih je pogosto potrebno za določitev optimalnega trajanja ultrazvočnega razbijanja za določeno aplikacijo.

  • Kako čas ultrazvočnega razbijanja vpliva na velikost delcev?

    Čas ultrazvočnega razbijanja neposredno vpliva na velikost in porazdelitev delcev. Sprva povečano ultrazvočno razbijanje vodi do zmanjšanja velikosti delcev zaradi razpada aglomeratov. Vendar pa dlje od določene točke dolgotrajno ultrazvočno razbijanje morda ne bo bistveno zmanjšalo velikosti delcev in lahko celo povzroči strukturne spremembe v delcih. Iskanje optimalnega časa ultrazvočnega razbijanja je bistveno za doseganje želene porazdelitve velikosti delcev, ne da bi pri tem ogrozili celovitost materiala.

  • Ali ultrazvočno razbijanje razbija molekule?

    Sonikacija lahko razbije molekule, vendar je ta učinek zelo odvisen od strukture molekule in pogojev ultrazvočnega razbijanja. Visoko intenzivno ultrazvočno razbijanje lahko povzroči prekinitev vezi v molekulah, kar vodi do fragmentacije ali kemične razgradnje. Ta učinek se uporablja v sonokemiji za spodbujanje kemičnih reakcij z nastajanjem prostih radikalov. Vendar pa so za večino aplikacij, ki vključujejo disperzijo nanodelcev, parametri ultrazvočnega razbijanja optimizirani, da se izognemo molekularnemu lomu, hkrati pa še vedno dosežemo učinkovito deagglomeracijo in disperzijo.

  • Kako ločite nanodelce od raztopin?

    Ločevanje nanodelcev od raztopin je mogoče doseči z različnimi metodami, vključno s centrifugiranjem, filtracijo in obarjanjem. Centrifugiranje uporablja centrifugalno silo za ločevanje delcev glede na velikost in gostoto, medtem ko ultrafiltracija vključuje prehod raztopine skozi membrano z velikostjo por, ki zadržujejo nanodelce. Padavine lahko sprožimo s spremembo lastnosti topila, kot sta pH ali ionska moč, zaradi česar se nanodelci aglomerirajo in usedejo. Izbira metode ločevanja je odvisna od nanodelcev’ fizikalne in kemijske lastnosti ter zahteve za nadaljnjo obdelavo ali analizo.

Hielscher UP400St sonikator deagglomerira nanomateriale

Hielscher UP400St sonikator za deagglomeracijo nanomaterialov

Raziskave materialov s Hielscher Ultrasonics

Hielscher sonda sonde sonikatorji so bistveno orodje pri raziskavah in uporabi nanomaterialov. Z neposrednim reševanjem izzivov deagglomeracije nanomaterialov in zagotavljanjem praktičnih in izvedljivih rešitev želimo biti vaš vir za vrhunsko raziskovanje znanosti o materialih.

Stopite v stik še danes in raziščite, kako lahko naša tehnologija ultrazvočnega razbijanja revolucionira vaše nanomaterialne aplikacije.

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da zahteva dodatne informacije o ultrazvočni procesorji, aplikacije in ceno. Mi bo z veseljem razpravljali vaš proces z vami in vam ponudimo ultrazvočni sistem, ki izpolnjuje vaše zahteve!









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.




Pogosti nanomateriali, ki zahtevajo deagglomeracijo

Pri raziskavah materialov je deagglomeracija nanomaterialov ključna za optimizacijo lastnosti nanomaterialov za različne aplikacije. Ultrazvočna deagglomeracija in disperzija teh nanomaterialov je temelj napredka na znanstvenih in industrijskih področjih, kar zagotavlja njihovo delovanje v različnih aplikacijah.

  1. ogljikove nanocevke (CNT): Uporablja se v nanokompozitih, elektroniki in napravah za shranjevanje energije zaradi njihovih izjemnih mehanskih, električnih in toplotnih lastnosti.
  2. Nanodelci kovinskega oksida: Vključuje titanov dioksid, cinkov oksid in železov oksid, ki so ključnega pomena za katalizo, fotovoltaiko in kot protimikrobna sredstva.
  3. Grafen in grafen oksidZa prevodna črnila, fleksibilno elektroniko in kompozitne materiale, kjer deagglomeracija zagotavlja izkoriščanje njihovih lastnosti.
  4. Srebrovi nanodelci (AgNP): uporablja se v premazih, tekstilu in medicinskih pripomočkih zaradi njihovih protimikrobnih lastnosti, ki zahtevajo enakomerno disperzijo.
  5. Zlati nanodelci (AuNP): Uporablja se pri dostavi zdravil, katalizi in biosenzifikaciji zaradi svojih edinstvenih optičnih lastnosti.
  6. silicijev nanodelciAditivi v kozmetiki, živilskih izdelkih in polimerih za izboljšanje trajnosti in funkcionalnosti.
  7. Keramični nanodelci: Uporablja se v premazih, elektroniki in biomedicinskih pripomočkih za izboljšane lastnosti, kot sta trdota in prevodnost.
  8. polimerni nanodelci: Zasnovan za sisteme za dajanje zdravil, ki potrebujejo deagglomeracijo za dosledne stopnje sproščanja zdravil.
  9. Magnetni nanodelci: Kot so nanodelci železovega oksida, ki se uporabljajo v kontrastnih sredstvih MRI in zdravljenju raka, ki zahtevajo učinkovito deagglomeracijo za želene magnetne lastnosti.

 

V tem videu vam prikazujemo izjemno učinkovitost sonikatorja UP200Ht, ki razpršuje ogljikov prah v vodi. Oglejte si, kako hitro ultrasonication premaga privlačne sile med delci in meša ogljikov prah, ki ga je težko mešati, v vodo. Zaradi svoje izjemne mešalne moči se ultrazvočno razbijanje običajno uporablja za proizvodnjo enotnih nano-disperzij saj, C65, fuleren C60 in ogljikovih nanocevk (CNT) v industriji, znanosti o materialih in nanotehnologiji.

Ultrazvočna disperzija ogljikovih materialov z ultrazvočno sondo UP200Ht

Video sličica

 

Z veseljem bomo razpravljali o vašem procesu.

Pojdiva v stik.