Deagglomerimi tejzanor i nanogrimcave silicë

Nanogrimcat e silicës, si p.sh. Aerosil, janë një aditiv i përdorur gjerësisht në industri të ndryshme. Për të marrë nanosilikë plotësisht funksionale me karakteristikat e dëshiruara të materialit, nano-grimcat e silicës duhet të deagglomerohen dhe të shpërndahen si grimca të shpërndara të vetme. Deagglomerimi tejzanor është provuar të jetë një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për shpërndarjen e njëtrajtshme të nanosilikës si grimca të shpërndara të vetme në një suspension.

nanosilica – Karakteristikat dhe Aplikimet

Silicë (SiO₂) dhe veçanërisht nanogrimcat e silicës (Si-NPs) janë aditivë të zakonshëm në shumë industri. Grimcat silicë me madhësi nano ofrojnë një sipërfaqe shumë të madhe dhe shprehin karakteristika 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 për të përforcuar (nano-)kompozitat, betonin dhe materiale të tjera. Shembuj janë veshjet me bazë nanosilica që ofrojnë veti rezistente ndaj zjarrit ose qelqi i veshur me nanosilicë që fiton në këtë mënyrë veti antireflektuese. Në industrinë e ndërtimit dhe ndërtimit, tymi i silicës (mikrosilica) dhe nanosilica përdoren si material shumë pozolanik që përdoret për të rritur punueshmërinë, si dhe vetitë mekanike dhe qëndrueshmërinë e betonit. Kur krahasohen tym silicë dhe nanosilica, SiO i strukturuar nano₂ pozzolani është më aktiv në fazën e hershme sesa tymi i silicës pasi nanosilica ofron një sipërfaqe specifike dhe finesë dukshëm më të madhe. Sipërfaqja më e madhe ofron më shumë vende për të reaguar me betonin dhe kontribuon në mënyrë specifike në një mikrostrukturë të përmirësuar të betonit duke vepruar si një bërthamë. Përshkueshmëria e gazit, një tregues për qëndrueshmërinë e betonit, është përmirësuar në betonin që është i përforcuar me nano-silicë në krahasim me betonin që përmban tym tradicional silicë.
Në biomjekësinë dhe shkencën e jetës, SiO₂ nanogrimcat janë hetuar gjerësisht për aplikime të ndryshme pasi sipërfaqja e lartë, biokompatibiliteti i shkëlqyer dhe madhësia e poreve të sintonizueshme të nanosilicës ofron një gamë të gjerë aplikimesh të reja, duke përfshirë shpërndarjen e barnave dhe teranostikën.

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

Deagglomerimi tejzanor dhe shpërndarja e nano-silicës

Parimi i punës së deaglomerimit dhe shpërndarjes tejzanor bazohet në efektet e kavitacionit të krijuar në mënyrë ultrasonike, i njohur shkencërisht si kavitacion akustik. Zbatimi i ultrazërit me fuqi të lartë dhe me frekuencë të ulët në lëngje ose llucë mund të shkaktojë kavitacion akustik dhe rrjedhimisht kushte ekstreme, të cilat ndodhin lokalisht si presione dhe temperatura shumë të larta, dhe mikrotransmetim me avionë të lëngshëm deri në 280 m/s. Këto efekte intensive fizike dhe mekanike të kavitacionit tejzanor shkaktojnë erozion në sipërfaqen e grimcave, si dhe copëtim të grimcave nëpërmjet përplasjes ndër-grimcash. Këto forca intensive të kavitacionit tejzanor/akustik e bëjnë sonikimin një metodë shumë efikase dhe të besueshme për zbërthimin dhe shpërndarjen e grimcave me madhësi nano, si nano-silicë, nanotuba dhe nano materiale të tjera.

Shpërndarja e madhësisë së grimcave të nano-silicës së deaglomeruar në mënyrë ultrasonike (duke përdorur ultrasonikatorin Hielscher UP400St) në ujë prej (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 ngurta të larta dhe në lëngje viskoze

Shpërndarja e nanogrimcave në përqendrime të ulëta është tashmë një sfidë pasi forcat e lidhjes kimike si lidhjet jonike, lidhjet kovalente, lidhjet hidrogjenore dhe ndërveprimet van der Waals duhet të kapërcehen. Me rritjen e përqendrimit të nanogrimcave, p.sh., grimcat nano-silicë, ndërveprimi kimik midis nanogrimcave rritet ndjeshëm gjithashtu. Kjo do të thotë se një teknikë e fuqishme dispersioni është thelbësore për të marrë rezultate të mira dhe të qëndrueshme dispersioni afatgjatë. Shpërndarësit tejzanor përdoren si metodë e besueshme dhe shumë efikase e dispersionit, të cilat janë lehtësisht të afta për të përpunuar llucë me viskozitet të lartë dhe madje edhe pasta me përqendrime të ngurta shumë të larta. Aftësia për të përpunuar pluhurat me ngarkesa të larta të ngurta të nano-grimcave e kthen ultratingullin në teknologjinë e preferuar të shpërndarjes për nano-materialet.
Ultrasonikët industrialë Hielscher mund të përpunojnë llumin ose pastën tuaj në një reaktor të vazhdueshëm në linjë për sa kohë që mund të ushqehet përmes një pompe.

Prodhimi tejzanor i nanofluideve silicë

Modragon et al. (2012) përgatiti nanolëng silicë të përgatitur duke shpërndarë nanogrimca silicë në ujë të distiluar duke përdorur ultrasonikator i tipit sondë UP400S. Për të prodhuar nanolëng silicë të qëndrueshëm me një përmbajtje të caktuar të ngurtë (dmth 20%), me viskozitet të ulët dhe me sjellje të ngjashme me lëngun, konsistojnë në një trajtim me energji të lartë me një sondë ultratinguj për 5 minuta, media bazë (vlerat e pH më të larta se 7) dhe pa shtim kripe. Dispersioni tejzanor rezultoi në nanofluide me viskozitet të ulët. Nanofluidet e përgatitura me ultratinguj u sollën si lëng dhe u përgatitën me 20% të ngarkesës së ngurtë brenda një kohe shumë të shkurtër falë shpërndarjes së mirë të arritur me sonikacion.
"Nga të gjitha metodat e disponueshme të dispersionit, shpërndarja me sonda tejzanor është konfirmuar si më efektive." (Modragon et al., 2012)
Petzold etj. (2009) arriti në të njëjtin përfundim për deaglomerimin e pluhurit Aerosil, duke gjetur se sonda tejzanor është sistemi më efektiv i shpërndarjes për shkak të energjisë shumë të fokusuar të aplikuar.

Ultrasonikë për deaglomerimin dhe shpërndarjen e nanogrimcave silicë

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

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan dispersues tejzanor me performancë të lartë për çdo lloj aplikimi homogjenizimi dhe deaglomerimi. Kur bëhet fjalë për prodhimin e nano-dispersioneve, kontrolli i saktë i sonikacionit dhe një trajtim i besueshëm me ultratinguj i pezullimit të nanogrimcave janë thelbësore për të marrë produkte me performancë të lartë.
Procesorët e Hielscher Ultrasonics ju japin kontroll të plotë mbi të gjithë parametrat e rëndësishëm të përpunimit si intensiteti i energjisë, intensiteti ultrasonik, amplituda, presioni, temperatura dhe koha e mbajtjes. Kështu, ju mund t'i rregulloni parametrat në kushte të optimizuara, gjë që më pas çon në nano-dispersion me cilësi të lartë, si p.sh.
Për çdo vëllim / kapacitet: Hielscher ofron ultrasonikë dhe një portofol të gjerë aksesorësh. Kjo lejon konfigurimin e sistemit ideal tejzanor për kapacitetin tuaj të aplikimit dhe prodhimit. Nga shishet e vogla që përmbajnë disa mililitra deri te rrymat me vëllim të lartë prej mijëra gallonash në orë, Hielscher ofron zgjidhjen e përshtatshme tejzanor për procesin tuaj.
Qëndrueshmëria: Sistemet tona tejzanor janë të fuqishme dhe të besueshme. Të gjithë ultrasonikët Hielscher janë ndërtuar për funksionim 24/7/365 dhe kërkojnë shumë pak mirëmbajtje.
Miqësia ndaj përdoruesit: Softueri i përpunuar i pajisjeve tona tejzanor lejon zgjedhjen paraprake dhe ruajtjen e cilësimeve të sonikimit për një sonikacion të thjeshtë dhe të besueshëm. Menuja intuitive është lehtësisht e aksesueshme nëpërmjet një ekrani me prekje dixhitale me ngjyra. Kontrolli në distancë i shfletuesit ju lejon të përdorni dhe monitoroni nëpërmjet çdo shfletuesi interneti. Regjistrimi automatik i të dhënave ruan parametrat e procesit të çdo tingulli të ekzekutuar në një kartë SD të integruar.
Efikasitet i shkëlqyer i energjisë: Kur krahasohen me teknologjitë alternative të shpërndarjes, ultrasonikët Hielscher shkëlqejnë me efikasitet të jashtëzakonshëm të energjisë dhe rezultate superiore në shpërndarjen e madhësisë së grimcave.

Grafiku tregon avantazhin e rëndësishëm të shpërndarjes tejzanor të silicës me Hielscher UIP1000 kur krahasohet me një ultra-turrax. Ultratingulli kërkon më pak energji dhe arrin madhësi drastike të grimcave më të vogla të silicës.

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