Nanotubat e nitritit të borit – Shkëputet dhe shpërndahet duke përdorur Sonication

Ultrasonication zbatohet me sukses për përpunimin dhe shpërndarjen e nanotubave nitride bor (BNNTs). Sonifikimi me intensitet të lartë siguron detangling dhe shpërndarje homogjene në zgjidhje të ndryshme dhe në këtë mënyrë është një teknikë e rëndësishme e përpunimit për të përfshirë BNNT në zgjidhje dhe matrica.

Përpunimi tejzanor i nanotubave të nitritit të borit

Në mënyrë që të përfshihen nanotubat e nitritit të borit (BNNTs) ose nanostrukturat e nitritit të borit (BNNs) siç janë nanosheets dhe nanoribbons në solucione të lëngshme ose matrica polimerike, kërkohet një teknikë shpërndarje efikase dhe e besueshme. Shpërndarja tejzanor siguron energjinë e nevojshme për të shtresuar, çimentuar, shpërndarë dhe funksionalizuar nanotubat e nitritit të borit dhe nanostrukturat e nitritit të borit me efikasitet të lartë. Parametrat saktësisht të kontrollueshëm të përpunimit të ultrazërit me intensitet të lartë (p.sh. energjia, amplituda, koha, temperatura dhe presioni) lejojnë që të rregullohen individualisht kushtet e përpunimit me qëllimin e synuar të procesit. Kjo do të thotë që intensiteti tejzanor mund të rregullohet në lidhje me formulimin specifik (cilësia e BNNT, tretësi, përqendrimi i lëngut të ngurtë etj.), Duke marrë rezultate optimale.

Zbatimet e përpunimit tejzanor BNNT dhe BNN mbulojnë gamën e plotë nga shpërndarja homogjene e nanostrukturave dy-dimensionale të nitritit të borit (2D-BNN), deri te funksionalizimi i tyre dhe shtresimi kimik i nitridit të borit gjashtëkëndor mono-shtresë. Më poshtë, ne paraqesim detajet mbi shpërndarjen tejzanor, shtresimin dhe funksionalizimin e BNNT dhe BNN.

Shpërndarja tejzanor e nanotubave të nitritit të borit

Kur nanotubat me nitride bor (BNNT) përdoren për të përforcuar polimeret ose për të sintetizuar materiale të reja, kërkohet një shpërndarje e njëtrajtshme dhe e besueshme në matricë. Shpërndarësit tejzanor përdoren gjerësisht për të shpërndarë nano materiale të tilla si CNT, nanopjesëza metalike, grimca thelbi-guaskë dhe lloje të tjerë të nano grimcave në një fazë të dytë.
Shpërndarja tejzanor është aplikuar me sukses për të zhdukur dhe shpërndarë BNNTs në mënyrë të njëtrajtshme në tretësira ujore dhe jo-ujore duke përfshirë etanolin, etanolin PVP, etanolin TX100 si dhe polimere të ndryshëm (p.sh. poliuretani).
Një surfaktant i zakonshëm i përdorur për të stabilizuar një shpërndarje të përgatitur në mënyrë ultrasonike BNNT është një solucion 1% wt natriumi dodecil sulfat (SDS). Për shembull, 5 mg BNNT shpërndahen në mënyrë ultrasonike në një shishkë me 5 ml 1% wt. Zgjidhja SDS duke përdorur një shpërndarës tejzanor të tipit të sondës siç është UP200St (26kHz, 200W).

Shpërndarja ujore e BNNT duke përdorur ultrazërit

Për shkak të ndërveprimeve të tyre të forta van der Waals dhe sipërfaqes hidrofobike, nanotubat e nitritit të borit shpërndahen dobët në solucionet me bazë uji. Për të zgjidhur këto probleme, Jeon et al. (2019) përdorën Pluronic P85 dhe F127, të cilët kanë të dy grupe hidrofile dhe grupe hidrofobike për të funksionalizuar BNNT nën sonifikim.

Ngjyrosje pa Surfactant e Nanosheets Nitride Bor duke përdorur Sonication

Lin etj. (2011) paraqesin një metodë të pastër të shtresimit dhe shpërndarjes së nitridit të borit gjashtëkëndor (h-BN). Nitridi i borit gjashtëkëndësh konsiderohet tradicionalisht të jetë i patretshëm në ujë. Sidoqoftë, ata ishin në gjendje të demonstronin se uji është efektiv për të shtresuar strukturat e shtresuara h-BN duke përdorur ultrasonikimin, duke formuar shpërndarje ujore "të pastra" të nanosheets h-BN pa përdorimin e surfaktantëve ose funksionalizimin organik. Ky proces shtresimi tejzanor prodhoi nanosheets me disa shtresa h-BN si dhe specie nanosheet dhe nanoribbon me një shtresë. Shumica e nanosheets ishin me madhësi anësore të reduktuara, e cila i atribuohej prerjes së fletëve mëmë h-BN të shkaktuara nga hidroliza e asistuar nga sonifikimi (vërtetuar nga rezultatet e testit të amoniakut dhe spektroskopisë). Hidroliza e induktuar në mënyrë ultrasonike gjithashtu nxiti shtresimin e nanosheets h-BN në ndihmë të efektit të polarizmit të tretësit. Nanosheets h-BN në këto shpërndarje ujore "të pastra" shfaqën përpunueshmëri të mirë përmes metodave të solucionit duke ruajtur karakteristikat e tyre fizike. Nanosheets të shpërndara h-BN në ujë gjithashtu shfaqën afinitet të fortë ndaj proteinave të tilla si ferritina, duke sugjeruar që sipërfaqet nanosheet ishin në dispozicion për bio-konjugime të mëtejshme.

Metoda sono-mekanike e shpërndarjes duke përdorur kavitimin tejzanor dhe forcat e prerjes është një qasje thjesht fizike e përzierjes, e cila është provuar e aftë të zhbllokojë BNNT dhe të stabilizojë BNNT individuale duke ruajtur integritetin dhe vetitë e tyre të brendshme. Duke aplikuar energji të përshtatshme tejzanor (Ws / mL), dmth. Amplituda e rregulluar dhe kohëzgjatja e sonifikimit, shpërndarja tejzanor mund të detangojë dhe shpërndajë BNNTS në mënyrë uniforme. Amplituda më të larta dhe sonifikim më të gjatë mund të aplikohen nëse gjatësia e nanotubave të nitritit të borit duhet të zvogëlohet. Lexoni më shumë rreth zvogëlimit të madhësisë tejzanor dhe prerjes së gjatësisë së BNNT-ve në seksionin tjetër.

Reduktimi i madhësisë tejzanor dhe prerja e nanotubave të nitritit të borit

Gjatësia e nanotubave të nitritit të borit luan një rol vendimtar kur bëhet fjalë për përpunimin pasues të BNNT në polimere dhe materiale të tjera të funksionalizuara. Prandaj është një fakt i rëndësishëm që sonifikimi i BNNT në tretës jo vetëm që mund të ndajë BNNT individualisht, por edhe të shkurtojë BNNT të strukturuara në bambu në kushte të kontrolluara. BNNT-të e shkurtuara kanë një shans shumë më të ulët të bashkimit gjatë përgatitjes së përbërjes. Shikoni në al. (2012) demonstroi se gjatësitë e BNNT të funksionalizuara mund të shkurtohen në mënyrë efikase nga> 10 μm në ∼500nm me ultrasonikim. Eksperimentet e tyre sugjerojnë që shpërndarja efektive tejzanor e BNNT në tretësirë është e nevojshme për prerjen e tillë të zvogëlimit dhe prerjes së madhësisë BNNT.

Ultrasonicators me performancë të lartë për përpunimin e BNNT

Karakteristikat inteligjente të ultrasonicators të Hielscher janë krijuar për të garantuar funksionim të besueshëm, rezultate të riprodhueshme dhe mirëdashësi për përdoruesit. Cilësimet operacionale mund të arrihen dhe thirren lehtë përmes menusë intuitive, e cila mund të arrihet përmes ekranit dixhital me ngjyra të prekjes dhe telekomandës së shfletuesit. Prandaj, të gjitha kushtet e përpunimit të tilla si energjia neto, energjia totale, amplituda, koha, presioni dhe temperatura regjistrohen automatikisht në një kartë SD të integruar. Kjo ju lejon të rishikoni dhe krahasoni xhirimet e mëparshme të sonifikimit dhe të optimizoni procesin e shtresimit dhe shpërndarjes së nanotubave dhe nanomaterialeve të nitridit të borit në efikasitetin më të lartë.
Sistemet Hielscher Ultrasonics përdoren në të gjithë botën për prodhimin e BNNT me cilësi të lartë. Ultrasonicators industriale Hielscher lehtë mund të drejtojnë amplituda të larta në funksionim të vazhdueshëm (24/7/365). Amplituda deri në 200 μm mund të gjenerohet lehtësisht vazhdimisht me sonotroda standarde (sonda / brirë tejzanor). Për amplituda edhe më të larta, janë në dispozicion sonotroda të personalizuara tejzanor. Për shkak të fuqisë së tyre dhe mirëmbajtjes së ulët, sistemet tona të shtresimit dhe shpërndarjes tejzanor janë instaluar zakonisht për aplikime të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Hielscher Ultrasonics’ procesorët tejzanor industrial mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200 μm mund të drejtohet lehtësisht vazhdimisht në funksionimin 24/7. Për amplituda edhe më të larta, janë në dispozicion sonotroda të personalizuara tejzanor.
Përpunuesit tejzanor të Hielscher për shpërndarjen dhe shtresimin e nanotubave të nitritit të borit, si dhe CNT dhe grafenit janë instaluar tashmë në të gjithë botën në shkallë komerciale. Na kontaktoni tani për të diskutuar procesin tuaj të prodhimit të BNNT! Stafi ynë me përvojë të mirë do të jetë i lumtur të ndajë më shumë informacion mbi procesin e shtresimit, sistemet tejzanor dhe çmimet!
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: