Dispersion i besueshëm i Nanogrimcave për Aplikime Industriale

Ultratingulli me fuqi të lartë mund të shpërbëjë aglomeratet e grimcave efikase dhe të besueshme dhe madje të shpërbëjë grimcat primare. Për shkak të performancës së tij të shpërndarjes me performancë të lartë, ultrasonikët e tipit sondë përdoren si metodë e preferuar për të krijuar pezullime homogjene të nanogrimcave.

Dispersion i besueshëm i Nanopartikulave me anë të ultrazërit

Shumë industri kërkojnë përgatitjen e pezullimeve, të cilat janë nanogrimca të ngarkuara. Nanogrimcat janë lëndë të ngurta me madhësi të grimcave më të vogla se 100 nm. Për shkak të madhësisë së vogël të grimcave, nanogrimca shpreh veti unike si forca e jashtëzakonshme, ngurtësia, veçoritë optike, duktiliteti, rezistenca ndaj UV-së, përçueshmëria, vetitë elektrike dhe elektromagnetike (EM), anti-koroziviteti, rezistenca ndaj gërvishtjeve dhe karakteristika të tjera të jashtëzakonshme.
Ekografia me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët krijon kavitacion akustik intensiv, i cili karakterizohet nga kushte ekstreme si forcat e prerjes, diferencat e presionit dhe temperaturës shumë të lartë dhe turbulencat. Këto forca kavitacionale përshpejtojnë grimcat duke shkaktuar përplasje ndërmjet grimcave dhe për pasojë copëtimin e grimcave. Rrjedhimisht, përftohen materiale me nanostrukturë 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

Ultrasonic dispersers are widely used for the purpose of dispersing carbon nanotubes (CNTs). Sonication is a reliable method to detangle and disperse single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) as well as multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). For instance, in order to produce a highly conductive thermoplastic polymer, high-purity (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; external diameter 9.5 nm; purity 95 +%) have been ultrasonically dispersed with the Hielscher UP200S for 30min. at room temperature. The ultrasonically dispersed Nanocyl® 3100 MWCNTs at a concentration of 1% w/w in the epoxy resin showed superior conductivity of approx. 1.5 × 10-2 S /m.

Shpërndarja tejzanor e Nanogrimcave të Nikelit

Nanogrimcat 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 nanogrimcës së pastër metalike të nikelit me formë sferike me anë të reduktimit kimik të klorurit të nikelit me hidrazinë. Grupi hulumtues i Adám demonstroi se ultratingulli – duke perdorur Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – ishte në gjendje të ruante një madhësi mesatare të kristalit primar (7-8 nm) pavarësisht nga temperatura e aplikuar, ndërsa përdorimi i periudhave intensive dhe më të shkurtra të sonikimit mund të zvogëlonte diametrat solvodinamikë të grimcave dytësore, të grumbulluara nga 710 nm në 190 nm në mungesë. e çdo surfaktant. Aciditeti më i lartë dhe aktiviteti katalitik u mat për nanogrimcat e përgatitura nga trajtimi i butë (fuqi dalëse 30 W) dhe trajtimi i vazhdueshëm me ultratinguj. Sjellja katalitike e nanogrimcave u testua në një reagim ndër-bashkues Suzuki-Miyaura mbi pesë mostra të përgatitura në mënyrat konvencionale dhe tejzanor. Katalizatorët e përgatitur me ultratinguj zakonisht performonin më mirë dhe aktiviteti më i lartë katalitik u mat mbi nanogrimcat e përgatitura nën sonikacion të vazhdueshëm me fuqi të ulët (30 W).
Trajtimi me ultratinguj kishte efekte vendimtare në tendencën e grumbullimit të nanogrimcave: ndikimi defragmentues i 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 mund të kapërcejë elektrostatikën tërheqëse dhe van der. Forcat Waals midis grimcave.
(krh. Adám et al. 2020)

Sinteza tejzanor e Nanogrimcave Wollastonite

Wollastoniti është një mineral inosilikat i kalciumit me formulën kimike CaSiO3 Wollastoniti 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 aditiv në prodhimin e veshjet dhe bojërat. Për shembull, wollastoniti siguron përforcim, forcim, përthithje të ulët të vajit dhe përmirësime të tjera. Për të marrë veti të shkëlqyera përforcuese të volastonitit, deagglomerimi në shkallë nano dhe shpërndarja uniforme janë thelbësore.
Dordane dhe Doroodmand (2021) demonstruan në studimet e tyre se dispersioni tejzanor është një faktor shumë i rëndësishëm që ndikon ndjeshëm në madhësinë dhe morfologjinë e nanogrimcave të wollastonitit. Për të vlerësuar kontributin e sonikimit në nano-dispersionin e wollastonitit, ekipi hulumtues sintetizoi nanogrimcat wollastonite me dhe pa aplikimin e ultrasonikëve me fuqi të lartë. Për provat e tyre të sonikacionit, studiuesit përdorën procesor tejzanor UP200H (Hielscher Ultrasonics) me një frekuencë prej 24 kHz për 45.0 min. Rezultatet e nano-dispersionit tejzanor tregohen në SEM me rezolucion të lartë më poshtë. Imazhi SEM tregon qartë se kampioni i volastonitit përpara trajtimit me ultratinguj është grumbulluar dhe grumbulluar; pas sonikimit me ultrasonikatorin UP200H, madhësia mesatare e grimcave të volastonitit është përafërsisht. 10 nm. Studimi tregon se dispersioni tejzanor është një teknikë e besueshme dhe efikase për të sintetizuar nanogrimcat wollastonite. Madhësia mesatare e nanogrimcave mund të kontrollohet duke rregulluar parametrat e përpunimit tejzanor.
(krh. Dordane dhe Doroodmand, 2021)

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

Dispersion tejzanor Nanofiller

Sonicizimi është një metodë e gjithanshme për shpërndarjen dhe deaglomerimin e nanombushësve në lëngje dhe pluhur, p.sh. polimere, rrëshira epoksi, ngurtësues, termoplastikë etj. Prandaj, sonifikimi përdoret gjerësisht si një metodë shumë efikase e shpërndarjes në R.&D dhe prodhimi industrial.
Zanghellini etj. (2021) hetoi teknikën e shpërndarjes tejzanor për nanombushësit në rrëshirën epoksi. Ai mund të demonstronte se sonikimi ishte në gjendje të shpërndante përqendrime të vogla dhe të larta të nanombushësve në një matricë polimer.
Duke krahasuar formulime të ndryshme, CNT i oksiduar 0,5 wt% tregoi rezultatet më të mira të të gjitha mostrave të sonikuara, duke zbuluar shpërndarjen e madhësisë së shumicës së aglomerateve në një gamë të krahasueshme me tre mostra të prodhuara në mulli me rrotullime, një lidhje të mirë me forcuesin, formimin e një rrjet perkolimi brenda dispersionit, i cili tregon drejt stabilitetit kundrejt sedimentimit dhe rrjedhimisht nje stabiliteti te duhur afatgjatë. Sasi më të larta mbushëse treguan rezultate të ngjashme të mira, por edhe formimi i rrjeteve të brendshme më të theksuara si dhe aglomerateve disi më të mëdha. Edhe nanofibrat e karbonit (CNF) mund të shpërndahen me sukses nëpërmjet sonikimit. Shpërndarja e drejtpërdrejtë e SHBA-së e nanombushësve në sistemet e ngurtësuesve 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 nanombushësve të ndryshëm të shpërndarë në ngurtësues ( ultratinguj - SHBA): (a) 0,5 wt% nanofibër karboni (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxi; (c) nanotubi karboni 0,5 wt% (CNT); (d) 0,5 wt% CNT gjysmë i shpërndarë.
(Studimi dhe fotografia: © Zanghellini et al., 2021)

Shpërndarja tejzanor e Nanogrimcave – E vërtetuar shkencërisht për epërsi

Hulumtimet tregojnë në studime të shumta të sofistikuara se shpërndarja tejzanor është një nga teknikat më të mira për të deagglomeruar dhe shpërndarë nanogrimcat 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 uniforme e nanogrimcave mund të arrihet duke përdorur një pajisje ultra-sonike me ngarkesë të lartë të ngurtë në lëngje viskoze". [Vikash, 2020]

Procesorë tejzanor me performancë të lartë për shpërndarjen e nanogrimcave

Hielscher Ultrasonics është furnizuesi juaj i besueshëm për pajisje të besueshme tejzanor me performancë të lartë nga laboratori dhe piloti deri te sistemet e plota industriale. Hielscher Ultrasonikë’ pajisjet kanë harduer të sofistikuar, softuer të zgjuar dhe miqësi të jashtëzakonshme ndaj përdoruesit – projektuar dhe prodhuar në Gjermani. Makinat e fuqishme ultrasonike të Hielscher për shpërndarje, deagglomerim, sintezë dhe funksionalizimin e nanogrimcave mund të përdoren 24/7/365 nën ngarkesë të plotë. Në varësi të procesit tuaj dhe objektit tuaj të prodhimit, ultrasonikët tanë mund të funksionojnë në modalitet grupor ose të vazhdueshëm në linjë. Aksesorë të ndryshëm si sonotroda (sonda tejzanor), brirë përforcues, qeliza rrjedhëse dhe reaktorë janë lehtësisht të disponueshme.
Na kontaktoni tani për të marrë më shumë informacion teknik, studime shkencore, protokolle dhe një kuotim për sistemet tona të nano-dispersionit tejzanor! Stafi ynë i trajnuar mirë dhe me përvojë të gjatë do të jetë i lumtur të diskutojë me ju aplikacionin tuaj për nano!

Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë: