Nano grimcat e silicës siç është silica e tymosur (p.sh. Aerosil) janë një shtesë shtesë e përdorur në industri të ndryshme. Në mënyrë që të merret nanosilica plotësisht funksionale me karakteristikat e dëshiruara të materialit, nano-grimcat e silicës duhet të deagglomerohen dhe të shpërndahen si grimca të vetme të shpërndara. Deagglomeration tejzanor është provuar të jetë një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për të shpërndarë nanosilicën në mënyrë të njëtrajtshme si grimca të vetme të shpërndara në një pezullim.

Nanosilica – Karakteristikat dhe Zbatimet

Silicë (SiO₂) dhe posaçërisht nano grimcat e silicës (Si-NP) janë aditivë të zakonshëm në shumë industri. Grimcat e silicës me madhësi nano ofrojnë një sipërfaqe shumë të madhe dhe shprehin karakteristikat unike të grimcave, të cilat përdoren në shumë industri për qëllime të ndryshme. Për shembull, vetitë unike të materialit të SiO me madhësi nano₂ aplikohen në mënyrë që të përforcojnë (nano-) përbërjet, betonin dhe materialet e tjera. Shembuj janë veshjet me bazë nanosilike që ofron veti të papërshkueshme nga zjarri ose qelqi i veshur me nanosilicë që fiton në këtë mënyrë veti antireflektive. Në ndërtesën dhe industrinë e ndërtimit, tymi silicë (mikrosilikë) dhe nanosilica përdoren si material shumë pozzolanik që përdoret për të rritur punueshmërinë, si dhe vetitë mekanike dhe të qëndrueshmërisë së betonit. Kur krahasohen tymi i silicës dhe nanosilica, SiO e strukturuar nano₂ pozzolan është më aktiv në fazën e hershme sesa tymi i silicës pasi nanosilica ofron një sipërfaqe specifike dhe pastërti dukshëm më të madhe. Sipërfaqja më e madhe ofron më shumë zona për të reaguar me betonin dhe kontribuon posaçërisht në një mikrostrukturë të përmirësuar të betonit duke vepruar si një bërthamë. Depërtueshmëria e gazit, një tregues për qëndrueshmërinë e betonit, është përmirësuar në beton që është i përforcuar me nano-silicë në krahasim me betonin që përmban tym tradicional të silicës.
Në biomjekësinë dhe shkencën e jetës, SiO₂ nano grimcat hetohen gjerësisht për aplikime të ndryshme pasi që sipërfaqja e lartë, biokompatibiliteti i shkëlqyeshëm dhe madhësia e poreve të rregullueshme të nanosilikës ofron një gamë të gjerë të aplikacioneve të reja përfshirë shpërndarjen e ilaçeve dhe teranostikën.

Grafiku tregon shpërndarjen e madhësisë së grimcave të nano-silicës para (kurbës së gjelbër) dhe pas (kurbës së kuqe) shpërndarjen tejzanor.

Deagglomeration tejzanor dhe shpërndarja e Nano-Silica

Parimi i punës së deagglomerimit tejzanor dhe shpërndarjes bazohet në efektet e kavitacionit të gjeneruar tejzanor, i njohur shkencërisht si kavitim akustik. Zbatimi i ultrazërit me fuqi të lartë, me frekuencë të ulët në lëngje ose slurre mund të shkaktojë kavitim akustik dhe në këtë mënyrë kushte ekstreme, të cilat ndodhin lokalisht si presione dhe temperatura shumë të larta, dhe mikrostreamim me avionë të lëngshëm deri në 280m / s. Këto efekte të forta fizike dhe mekanike të kavitacionit tejzanor shkaktojnë erozion në sipërfaqen e grimcave si dhe copëtim të grimcave përmes përplasjes ndër-grimcash. Këto forca intensive të kavitacionit tejzanor / akustik e bëjnë sonifikimin një metodë mjaft efikase dhe të besueshme për deagglomerimin dhe shpërndarjen e grimcave me madhësi nano si nano-silicë, nanotubë dhe materiale të tjera nano.

Shpërndarja e madhësisë së grimcave të nano-silicës së deagglomeruar në mënyrë ultrasonike (duke përdorur ultrasonicatorin Hielscher UP400St) në ujë (a) 1 wt%, (b) 2 wt%, (c) 5 wt%, dhe (d) 10 wt% Aerosil 200 në intervale të ndryshme kohore.
Studimi dhe grafikët: Vikash 2020.

Përpunimi tejzanor i silicës me përqendrime të larta të ngurta dhe në lëngje viskoze
Shpërndarja e nano-grimcave në përqendrime të ulëta është tashmë një sfidë pasi forcat kimike të lidhjes si lidhjet jonike, lidhjet kovalente, lidhjet hidrogjen dhe ndërveprimet e van der Waals duhet të kapërcehen. Me rritjen e përqendrimit të nanopjesëzave, p.sh., grimcat nano-silicë, ndërveprimi kimik midis nanopjesëzave gjithashtu rritet ndjeshëm. Kjo do të thotë se një teknikë e fuqishme e shpërndarjes është thelbësore për të marrë rezultate të mira, të qëndrueshme dhe të qëndrueshme për shpërndarjen. Shpërndarësit tejzanor përdoren si metodë e shpërndarjes së besueshme dhe shumë efikase, të cilat janë lehtësisht të afta të përpunojnë slurre me viskozitet të lartë dhe madje edhe pasta me përqendrime shumë të larta të ngurta. Aftësia për të përpunuar slurret me ngarkesa të larta të ngurta të nano-grimcave e kthen ultrasonikimin në teknologjinë e preferuar të shpërndarjes për nano-materialet.
Ultrasonicators industriale Hielscher mund të përpunojë slurrën tuaj ose ngjiteni në një reaktor të vazhdueshëm në linjë për sa kohë që mund të ushqehet përmes një pompë.

Prodhimi tejzanor i nanofluideve silicë

Modragon etj. (2012) përgatitën nanofluids silicë të përgatitura nga shpërndarja e nanopjeshtrave silicë në ujë të distiluar duke përdorur Ultrasonicator i tipit sondë UP400S. Në mënyrë që të prodhohen nanofluide të qëndrueshme silicë me një përmbajtje të caktuar të ngurtë (dmth., 20%), me viskozitet të ulët dhe si sjellje e lëngshme, konsistojnë në një trajtim me energji të lartë me një sondë me ultratinguj për 5 minuta, media bazë (vlerat e pH më të larta se 7) dhe pa shtim kripe. Shpërndarja tejzanor rezultoi në nanofluide me viskozitet të ulët. Nanofluidet e përgatitura në mënyrë ultrasonike u sollën si të lëngët dhe u përgatitën me 20% të ngarkesës së ngurtë brenda një kohe shumë të shkurtër falë shpërndarjes së mirë të arritur me sonifikimin.
"Nga të gjitha metodat e dispersionit të disponueshëm, shpërndarja me sonda tejzanor është konfirmuar si më efektive." (Modragon et al., 2012)
Petzold etj. (2009) arriti në të njëjtin përfundim për deagglomeratimin e pluhurit Aerosil duke zbuluar se sonda tejzanor është sistemi më efektiv i shpërndarjes për shkak të energjisë së përqendruar shumë të aplikuar.

Ultrasonicators për Deagglomeration dhe shpërndarjen e silicë nanoparticles

Kur nano-silicë përdoret në aplikime industriale, kërkime shkencore ose materiale, pluhuri i thatë i silicës duhet të përfshihet në një fazë të lëngshme. Shpërndarja nano-silicë kërkon një teknikë të besueshme dhe efektive të shpërndarjes, e cila aplikon energji të mjaftueshme për të deagglomeratuar grimcat e vetme të silicës. Ultrasonicatorët janë të njohur mirë si shpërndarës të fuqishëm dhe të besueshëm, prandaj përdoren për të deagglomeratuar dhe shpërndarë materiale të ndryshme si silicë, nanotubë, grafen, minerale dhe shumë materiale të tjera në mënyrë homogjene në një fazë të lëngshme.

Hielscher Ultrasonics harton, prodhon dhe shpërndan shpërndarës tejzanor me performancë të lartë për çdo lloj përdorimi të homogjenizimit dhe deagglomeratimit. Kur bëhet fjalë për prodhimin e nano-shpërndarjeve, kontrolli preciz i sonifikimit dhe një trajtim i besueshëm tejzanor i pezullimit të nanopjeshtës janë thelbësore në mënyrë që të merren produkte me performancë të lartë.
Procesorët e Hielscher Ultrasonics ju japin kontroll të plotë mbi të gjithë parametrat e rëndësishëm të përpunimit siç janë hyrja e energjisë, intensiteti tejzanor, amplituda, presioni, temperatura dhe koha e mbajtjes. Në këtë mënyrë, ju mund të rregulloni parametrat në kushte të optimizuara, gjë që çon më pas në nano-shpërndarje me cilësi të lartë, siç janë slurmat e nanosilikës.
Për çdo vëllim / kapacitet: Hielscher ofron ultrasonicators dhe një portofol të gjerë të aksesorëve. Kjo lejon konfigurimin e sistemit ideal tejzanor për aplikimin tuaj dhe kapacitetin prodhues. Nga shishka të vogla që përmbajnë disa mililitra deri në rrjedha me vëllim të lartë prej mijëra galonësh në orë, Hielscher ofron zgjidhjen e përshtatshme tejzanor për procesin tuaj.
Fuqia: Sistemet tona tejzanor janë të fuqishme dhe të besueshme. Të gjithë ultrasonicatorët e Hielscher janë ndërtuar për funksionimin 24/7/365 dhe kërkojnë shumë pak mirëmbajtje.
Mirëdashësi për përdoruesit: Softueri i përpunuar i pajisjeve tona tejzanor lejon zgjedhjen paraprake dhe ruajtjen e cilësimeve të sonifikimit për një sonifikim të thjeshtë dhe të besueshëm. Menuja intuitive është lehtësisht e arritshme përmes një ekrani me prekje me ngjyra dixhitale. Kontrolli i largët i shfletuesit ju lejon të funksiononi dhe monitoroni përmes çdo shfletuesi në internet. Regjistrimi automatik i të dhënave ruan parametrat e procesit të çdo sonifikimi të ekzekutuar në një kartë SD të integruar.
Efikasitet i shkëlqyeshëm i energjisë: Kur krahasohet me teknologjitë alternative të shpërndarjes, ultrasonicatorët Hielscher shquhen me efikasitet të jashtëzakonshëm të energjisë dhe rezultate superiore në shpërndarjen e madhësisë së grimcave.

Grafiku tregon avantazhin domethënës të shpërndarjes tejzanor të silicës me Hielscher UIP1000 kur krahasohet me një ultra-turraks. Ultrasonikimi kërkon më pak energji dhe arrin madhësinë e grimcave në mënyrë drastike më të vogël të silicës.

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