Nanotubet e karbonit me një mur (SWNTs ose SWCNTs) kanë karakteristika unike, por për t'i shprehur ato duhet të shpërndahen individualisht. Për të shfrytëzuar plotësisht karakteristikat e jashtëzakonshme të nanotubeve të karbonit me një mur, tubat duhet të jenë më të tërthorta. SWNTs si nanoparticles tjera tregojnë forca tërheqëse shumë të lartë, në mënyrë që një teknikë e fuqishme dhe efikase është e nevojshme për një deagglomeration dhe dispersion të besueshme. Përderisa teknikat e zakonshme të përzierjes nuk sigurojnë intensitetin e nevojshëm për të zbuluar SWNT-të pa i dëmtuar ato, ultrasonics me fuqi të lartë provohet të zbulojë dhe shpërndajë SWCNTs. Forcat qethëse cavitational të krijuara ultrasonikisht janë mjaft të fuqishëm për të kapërcyer forcat lidhëse, ndërsa intensiteti i ultrazërit mund të rregullohet me saktësi për të shmangur dëmtimin e SWCNTs.

Problem:

Nanotubet e karbonit me një mur (SWCNTs) ndryshojnë nga nanotubet e karbonit me shumë mure (MWNTs / MWCNTs) nga vetitë e tyre elektrike. Hendeku i bandës së SWCNTs mund të ndryshojë nga zero në 2 eV dhe përçueshmëria e tyre elektrike ka sjellje metalike ose gjysmëpërcjellëse. Si Nanotubes karboni Single Walled janë shumë kohezive, një nga pengesat kryesore në përpunimin e SWCNTs është insolubility inherent e tubave në tretës organik ose ujë. Për të përdorur potencialin e plotë të SWCNTs, një proces i thjeshtë, i besueshëm dhe i shkallëzuar deagglomeration e tubave është e nevojshme. Veçanërisht, funksionalizimi i mureve anësore të CNT ose i skajeve të hapura për të krijuar një ndërfaqe të përshtatshme midis SWCNTs dhe tretës organik rezulton vetëm në lustrim të pjesshëm të SWCNTs. Prandaj, SWCNTs janë të shpërndara kryesisht si tufa më tepër se litarë individuale deaglomeruar. Nëse gjendja gjatë shpërndarjes është shumë e ashpër, SWCNTs do të shkurtohet në gjatësi midis 80 dhe 200 nm. Për shumicën e aplikacioneve praktike, dmth për semiconducting ose reinforcing SWCNTs, kjo gjatësi është shumë e vogël.

zgjidhja:

Ultrasonication është një metodë shumë efektive për shpërndarjen dhe deagglomeration e Nanotubes karboni, si valët tejzanor me ultratinguj me intensitet të lartë gjenerojnë cavitation në lëngje. Valët e zërit që shumohen në mediat e lëngëta rezultojnë në ndërrimin e cikleve të presionit të lartë (compression) dhe presionit të ulët (ritëm), me norma në varësi të frekuencës. Gjatë ciklit të presionit të ulët, valët me ultratinguj me intensitet të lartë krijojnë flluska të vogla vakumi ose zbrazëti në lëng. Kur flluska të arrijë një volum në të cilin ata nuk mund të absorbojnë më shumë energji, ato kolaptohen me dhunë gjatë një cikli të presionit të lartë. Ky fenomen quhet cavitation. Gjatë implosionit arrihen temperatura shumë të larta (afërsisht 5.000K) dhe presione (afërsisht 2.000atm) në nivel lokal. Implosioni i flluskës së cavitation gjithashtu rezulton në avionë të lëngshëm deri në shpejtësinë 280m / s. Këto rrjedha të lëngëta të rrjedhura që rezultojnë nga cavitation tejzanor, kapërcejnë forcat lidhëse midis Nanotubeve të karbonit dhe kështu, nanotubet bëhen deaglomeruar. Një trajtim i butë dhe i kontrolluar me ultratinguj është një metodë e përshtatshme për të krijuar pezullime të stabilizuara nga surfaktantë të SWCNTs të shpërndara me gjatësi të lartë. Për prodhimin e kontrolluar të SWCNTs, procesorë tejzanor Hielscher lejon për të kandiduar në një gamë të gjerë të parametrave tejzanor përcakton. Amplitudë tejzanor, presionin e lëngët dhe përbërjen e lëngshme mund të ndryshojnë respektivisht me materialin dhe procesin specifik. Kjo ofron mundësi të ndryshueshme të përshtatjeve, të tilla si

• sonotrode amplitudes deri në 170 mikronë
• presionet e lëngëta deri në 10 bare
• Normat e rrjedhjes së lëngjeve deri në 15L / min (varësisht nga procesi)
• temperatura të lëngëta deri në 80 degC (temperatura të tjera sipas kërkesës)
• viskozitet material deri ne 100.000cp

 

Për më tepër, ultrasonication si një metodë polimer-assisted pastrimit lejon për të hequr papastërtitë nga SWCNTs rritur, në mënyrë efektive. Është e vështirë për të studiuar modifikimin kimik të SWCNTs në nivel molekular, sepse është e vështirë për të marrë SWNTs pastër. SWCNT-të si të rritura përmbajnë shumë papastërti, të tilla si grimca metalike dhe karbone amorf. Ultrasonication e SWCNTs në një monochlorobenzene (MCB) zgjidhje e poli (methyl methacrylate) PMMA ndjekur nga filtrimit është një mënyrë efektive për të pastruar SWCNTs. Kjo metodë e pastrimit të polimerit ndihmon në heqjen e papastërtive nga SWCNT-të si të rritura në mënyrë efektive. Kontrollimi i saktë i amplitudës ultrasonike lejon të shmanget ose të kufizojë dëmtimin e SWCNTs.

Pajisje tejzanor

Hielscher ofron performancë të lartë përpunuesit tejzanor për sonication të çdo vëllimi. Pajisjet tejzanor nga 50 vat deri në 16.000 vat, të cilat mund të krijohen në grupe, mundësojnë gjetjen e ultrazërit të duhur për çdo aplikim, në laborator, si dhe në industri. Për shpërndarjen e sofistikuar të nanotubeve rekomandohet një sonikim i vazhdueshëm. Duke përdorur qelizat e rrjedhjes së Hielscher, bëhet e mundur që CNTs të shpërndahen në lëngje me viskozitet të lartë, të tilla si polimere, shkrirje të lartë të viskozitetit dhe termoplastikë.

Kliko këtu për të lexuar më shumë për shpërndarjen dhe modifikimin e nanotubeve me ultratinguj me fuqi të lartë!