Shpërndarje e besueshme e nanopartikujve për aplikime industriale

Ultratingulli me fuqi të lartë mund të shpërbëjë në mënyrë efikase dhe të besueshme grumbullimet e grimcave dhe madje të shpërbëjë grimcat parësore. Për shkak të performancës së tij të lartë të shpërndarjes, ultrazërit e tipit sondë përdoren si metoda e preferuar për të krijuar pezullime homogjene të nanopartikujve.

Shpërndarje e besueshme e nanopartikujve me ultratinguj

Shumë industri kërkojnë përgatitjen e pezullimeve, të cilat janë nanoprimca të ngarkuara. Nanoprimcat janë të ngurta me një madhësi grimce më të vogël se 100 nm. Për shkak të përmasave të vogla të grimcave, nanoprimcat shprehin veti unike të tilla si forca e jashtëzakonshme, ngurtësia, tiparet optike, duktiliteti, rezistenca ndaj rrezeve ultraviolet, përçueshmëria, vetitë elektrike dhe elektromagnetike (EM), antikoroziviteti, rezistenca ndaj gërvishtjeve dhe karakteristika të tjera të jashtëzakonshme.
Ultratingulli me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët krijon kavitacion akustik intensiv, i cili karakterizohet nga kushte ekstreme të tilla si forcat e qethjes, diferencimet shumë të larta të presionit dhe temperaturës dhe trazira. Këto forca kavitacionale përshpejtojnë grimcat duke shkaktuar përplasje ndër-grimcash dhe rrjedhimisht copëtimin e grimcave. Si pasojë, merren materiale nanostrukturuese me një kurbë të ngushtë të madhësisë së grimcave dhe një shpërndarje uniforme.
Pajisjet shpërndarëse tejzanor janë të përshtatshme për të trajtuar çdo lloj nanomateriali në ujë dhe tretës organikë, me viskozitet të ulët deri në shumë të lartë.

Shpërndarja tejzanor e nanotubave të karbonit

Shpërndarësit tejzanor përdoren gjerësisht me qëllim të shpërndarjes së nanotubave të karbonit (CNT). Zëritësimi është një metodë e besueshme për të shpërbërë dhe shpërndarë nanotubat e karbonit me një mur (SWCNT), si dhe nanotubat e karbonit me shumë mure (MWCNT). Për shembull, për të prodhuar një polimer termoplastik shumë përçues, pastërtia e lartë (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; diametri i jashtëm 9.5 nm; pastërtia 95 +%) janë shpërndarë me ultratinguj me Hielscher UP200S për 30 minuta. në temperaturën e dhomës. Ultrasonikisht të shpërndara Nanocyl® 3100 MWCNT në një përqendrim prej 1% w/w në rrëshirën epoksi treguan përçueshmëri superiore prej përafërsisht. 1.5 × 10-2 S /m

Shpërndarja tejzanor e Nanopartikujve të Nikelit

Nanoprimcat e nikelit mund të prodhohen me sukses nëpërmjet sintezës së reduktimit të hidrazinës me ndihmën e ultrazërit. Rruga e sintezës së reduktimit të hidrazinës mundëson përgatitjen e nanopartikullit të pastër të nikelit metalik me formë sferike nga reduktimi kimik i klorurit të nikelit me hidrazinë. Grupi kërkimor i Adám tregoi se tejzanorizimi – duke perdorur Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – ishte në gjendje të mbante një madhësi mesatare kristalore parësore (7-8 nm) në mënyrë të pavarur nga temperatura e aplikuar, ndërsa përdorimi i periudhave të zërit intensiv dhe më të shkurtër mund të zvogëlonte diametrat solvodinamikë të grimcave dytësore, të grumbulluara nga 710 nm në 190 nm në mungesë të ndonjë surfaktanti. Aciditeti më i lartë dhe aktiviteti katalitik u matën për nanoprimcat e përgatitura me trajtim të butë (fuqi dalëse 30 W) dhe me ultratinguj të vazhdueshëm. Sjellja katalitike e nanoprimcave u testua në një reaksion bashkues Suzuki-Miyaura mbi pesë mostra të përgatitura në mënyrat konvencionale, si dhe tejzanor. Katalizatorët e përgatitur me ultratinguj zakonisht performuan më mirë, dhe aktiviteti më i lartë katalitik u mat mbi nanoprimcat e përgatitura nën zërit të vazhdueshëm me fuqi të ulët (30 W).
Trajtimi me ultratinguj pati efekte vendimtare në tendencën e grumbullimit të nanoprimcave: ndikimi i defragmentimit të zbrazëtirave të kavitacionit të shkatërruar me transferimin e fuqishëm të masës mund të kapërcejë elektrostatikën tërheqëse të zbrazëtirave të kavitacionit të shkatërruar me transferimin e fuqishëm të masës që mund të kapërcejë elektrostatikën tërheqëse dhe van derin Forcat Waals midis grimcave.
(krh. Adám et al. 2020)

Sinteza tejzanor e nanopartikujve Wollastonite

Wollastonite është një mineral inosilikat kalciumi me formulën kimike CaSiO3 Wollastonite përdoret gjerësisht si përbërës për prodhimin e çimentos, qelqit, tullave dhe pllakave në industrinë e ndërtimit, si fluks në derdhjen e çelikut si dhe një shtesë në prodhimin e veshje dhe ngjyra. Për shembull, wollastonite siguron përforcim, forcim, thithje të ulët të vajit dhe përmirësime të tjera. Për të marrë veti të shkëlqyera përforcuese të wollastonite, deaglomerimi në shkallë nano dhe shpërndarja uniforme janë thelbësore.
Dordane dhe Doroodmand (2021) demonstruan në studimet e tyre se shpërndarja tejzanor është një faktor shumë i rëndësishëm që ndikon në mënyrë të konsiderueshme në madhësinë dhe morfologjinë e nanoprimcave wollastonite. Për të vlerësuar kontributin e zërit në nano-shpërndarjen e wollastonite, ekipi hulumtues sintetizoi nanoprimca wollastonite me dhe pa aplikimin e ultrazërit me fuqi të lartë. Për provat e tyre të zërit, studiuesit përdorën procesor tejzanor UP200H (Hielscher Ultrasonics) me një frekuencë prej 24 kHz për 45.0 min. Rezultatet e nano-shpërndarjes tejzanor janë treguar në SEM me rezolucion të lartë më poshtë. Imazhi SEM tregon qartë se mostra wollastonite para trajtimit me ultratinguj është e grumbulluar dhe e grumbulluar; pas zërit me ultratinguj UP200H madhësia mesatare e grimcave wollastonite është përafërsisht. 10nm Studimi tregon se shpërndarja tejzanor është një teknikë e besueshme dhe efikase për sintetizimin e nanopartikujve wollastonite. Madhësia mesatare e nanoprimcave mund të kontrollohet duke rregulluar parametrat e përpunimit tejzanor.
(krh. Dordane dhe Doroodmand, 2021)

Imazhet SEM të nanopartikujve wollastonite (A) para dhe (B) pas ultrazërit duke përdorur Procesor tejzanor UP200H për 45.0 min.
Studimi dhe fotografia: © Dordane dhe Doroodmand, 2021.

Shpërndarje tejzanor nanofiller

Sonication është një metodë e gjithanshme për të shpërndarë dhe deagglomeratuar nanofillers në lëngje dhe slurries, p.sh. polimere, rrëshira epoksi, forcues, termoplastikë etj. Prandaj, sonifikimi përdoret gjerësisht si një metodë shpërndarjeje shumë efikase në R&D dhe prodhimi industrial.
Zanghellini etj. (2021) hetoi teknikën e shpërndarjes tejzanor për nanofiluesit në rrëshirë epoksi. Ai mund të demonstrojë se zërit ishte në gjendje të shpërndajë përqëndrime të vogla dhe të larta të nanofiluesve në një matricë polimer.
Duke krahasuar formulime të ndryshme, CNT e oksiduar 0,5%% tregoi rezultatet më të mira të të gjithë mostrave të zërit, duke zbuluar shpërndarjen e madhësisë së shumicës së aglomerateve në një gamë të krahasueshme me tre mostra të prodhuara nga mulli me rrotull, një lidhje e mirë me forcuesin, formimin e një rrjeti i depërtimit brenda shpërndarjes, i cili tregon drejt stabilitetit kundër sedimentimit dhe kështu një stabiliteti të duhur afatgjatë. Sasitë më të larta të mbushësve treguan rezultate të ngjashme të mira, por gjithashtu formimin e rrjeteve të brendshme më të theksuara, si dhe aglomerate disi më të mëdha. Edhe nanofibrat e karbonit (CNF) mund të shpërndahen me sukses përmes zërit. Shpërndarja e drejtpërdrejtë amerikane e nanofiluesve në sistemet e ngurtësimit pa tretës shtesë u arrit me sukses, dhe kështu mund të shihet si një metodë e zbatueshme për një shpërndarje të thjeshtë dhe të drejtpërdrejtë me potencial për përdorim industrial. (krh. Zanghellini et al., 2021)

Krahasimi i nanofiluesve të ndryshëm të shpërndarë në ngurtësues duke përdorur ultratinguj të tipit të sondës): (a) 0.5 wt% nanofiber karboni (CNF); (b) 0.5% wt% CNToxid; (c) nanotubit të karbonit 0.5 wt% (CNT); (d) 0.5 wt% CNT gjysmë e shpërndarë.
Studimi dhe fotografia: © Zanghellini et al., 2021

Shpërndarja tejzanor e nanopartikujve – E vërtetuar shkencërisht për superioritetin

Hulumtimet tregojnë në studime të shumta të sofistikuara se shpërndarja tejzanor është një nga teknikat superiore për të deagglomeratuar dhe shpërndarë nanoprimcat edhe në përqendrim të lartë në lëngje. Për shembull, Vikash (2020) hetoi shpërndarjen e ngarkesave të larta të nano-silicës në lëngje viskoze duke përdorur shpërndarësin tejzanor Hielscher UP400S. Në studimin e tij, ai arrin në përfundimin se "shpërndarja e qëndrueshme dhe e njëtrajtshme e nanoprimcave mund të arrihet duke përdorur një pajisje ultra-sonication me ngarkesë të lartë të ngurtë në lëngje viskoze". [Vikash, 2020]

Përpunues tejzanor me performancë të lartë për shpërndarjen e nanopartikujve

Hielscher Ultrasonics është furnizuesi juaj i besueshëm për pajisje të besueshme tejzanor me performancë të lartë nga laboratori dhe piloti në sistemet industriale të plota. Hielscher Ultrasonics’ pajisjet kanë pajisje të sofistikuara, softuer të zgjuar dhe mirëdashësi të jashtëzakonshme për përdoruesit – projektuar dhe prodhuar në Gjermani. Makinat e fuqishme tejzanor të Hielscher për shpërndarje, deaglomerim, sintezë nanopartikulash dhe funksionalizim mund të operohen 24/7/365 nën ngarkesë të plotë. Në varësi të procesit tuaj dhe objektit tuaj të prodhimit, tejzanorët tanë mund të funksionojnë në mënyrë grumbull ose të vazhdueshme në linjë. Pajisje të ndryshme të tilla si sonotrodes (sonda tejzanor), brirë përforcues, qeliza rrjedhëse dhe reaktorë janë në dispozicion.
Na kontaktoni tani për të marrë më shumë informacion teknik, studime shkencore, protokolle dhe një kuotim për sistemet tona nano-shpërndarëse tejzanor! Stafi ynë i trajnuar mirë, me përvojë të gjatë do të jetë i lumtur të diskutojë aplikimin tuaj nano me ju!

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: