Како направити нанофлуиде

Нанофлуид је пројектована течност која се састоји од основне течности која садржи наночестице. За синтезу нанофлуида, потребна је ефикасна и поуздана техника хомогенизације и деагломерације да би се обезбедио висок степен уједначене дисперзије. Ултразвучни дисперзатори су врхунска технологија за производњу нанофлуида са одличним карактеристикама. Ултразвучна дисперзија се истиче ефикасношћу, брзином, једноставношћу, поузданошћу и лакоћом за коришћење.

Шта су нанофлуиди?

Нанофлуид је течност која садржи честице нано величине (≺100нм), које се обично називају наночестице. Наночестице које се користе у нанофлуидима обично су направљене од метала, оксида, карбида или угљеничних наноцеви. Ове наночестице се распршују у базну течност (нпр. водено уље, итд.) да би се добила конструисана колоидна суспензија, тј. нанофлуид. Нанофлуиди показују побољшана термо-физичка својства као што су топлотна проводљивост, топлотна дифузивност, вискозитет и коефицијенти конвективног преноса топлоте у поређењу са својствима материјала базног флуида.
Уобичајена примена нанофлуида је њихова употреба као расхладно средство или расхладно средство. Додавањем нано-честица конвенционалним расхладним течностима (као што су вода, уље, етилен гликол, полиалфаолефин итд.), термичка својства конвенционалних расхладних течности су побољшана.

• течности за хлађење / пренос топлоте
• мазива
• биомедицинска примена

Прављење нанофлуида помоћу ултразвучног хомогенизатора

На микроструктуру нанофлуида може се утицати и манипулисати применом најпогодније технологије хомогенизације и параметара обраде. Ултразвучна дисперзија је доказана као високо ефикасна и поуздана техника за припрему нанофлуида. Ултразвучни дисперзатори се користе у истраживању и индустрији за синтезу, млевење, дисперговање и хомогенизацију наночестица високе униформности и уске дистрибуције величине честица. Параметри процеса за синтезу нанофлуида укључују ултразвучни унос енергије, ултразвучну амплитуду, температуру, притисак и киселост. Поред тога, битни фактори су врсте и концентрације реактаната и адитива, као и редослед којим се адитиви додају у раствор.
Добро је познато да својства нанофлуида снажно зависе од структуре и облика наноматеријала. Стога је добијање контролисаних микроструктура нанофлуида главни фактор који доприноси функционалности и квалитету нанофлуида. Коришћење оптимизованих параметара ултразвучне обраде као што су амплитуда, притисак, температура и унос енергије (Вс/мЛ) је кључ за производњу стабилног, уједначеног висококвалитетног нанофлуида. Ултразвук се може успешно применити за деагломерацију и дисперговање честица у појединачне дисперговане наночестице. Са мањом величином честица, Брауново кретање (Браунова брзина) као и интеракције честица-честица се повећавају и резултирају стабилнијим нанофлуидима. Хиелсцхер ултрасоницатори омогућавају прецизну контролу над свим важним параметрима обраде, могу да раде континуирано при високим амплитудама (24/7/365) и долазе са аутоматским протоколом података за једноставну процену свих соникационих покрета.

Ултразвучно дисперговани силицијум диоксид нано величине

Соницатион побољшана стабилност нанофлуида

За нанофлуиде, агломерација наночестица доводи не само до насељавања и зачепљења микроканала већ и до смањења топлотне проводљивости нанотечности. Ултразвучна деагломерација и дисперзија се широко примењују у науци о материјалима и индустрији. Соникација је доказана техника за припрему стабилних нано-дисперзија са уједначеном дистрибуцијом наночестица и великом стабилношћу. Стога су Хиелсцхер ултразвучни дисперзатори пожељна технологија када је у питању производња нанофлуида.

Ултразвучно произведени нанофлуиди у истраживању

Истраживања су истраживала ефекте ултразвучне обраде и ултразвучних параметара на карактеристике нанофлуида. Прочитајте више о научним налазима о ултразвучној припреми нанофлуида.

Ултразвучни ефекти на припрему нанофлуида Ал2О3

Нороози и др. (2014) открили су да је при „вишој концентрацији честица дошло до већег повећања термичке дифузивности нанофлуида као резултат ултразвучне обраде. Штавише, већа стабилност и побољшање топлотне дифузности добијени су соникацијом нанофлуида соникатором сонде веће снаге пре мерења. Повећање термичке дифузности било је веће за НП мање величине. То је зато што мање честице имају већи однос ефективне површине према запремини. Дакле, мање честице су помогле у формирању стабилног нанофлуида, а соникација ултразвучном сондом је резултирала значајним утицајем на топлотну дифузивност. (Нороози ет ал. 2014)

Корак по корак упутство за ултразвучну производњу нано флуида Ал2О3-вода

Прво, измерите масу наночестица Ал2О3 помоћу дигиталне електронске ваге. Затим постепено ставите наночестице Ал2О3 у измерену дестиловану воду и промешајте смешу Ал2О3-вода. Континуирано соникирајте смешу током 1 х помоћу ултразвучног уређаја типа сонде УП400С (400В, 24кХз, видети слику лево) да бисте произвели уједначену дисперзију наночестица у дестилованој води. Нанофлуиди се могу припремити у различитим фракцијама (0,1%, 0,5% и 1%). Нису потребне промене сурфактанта или пХ вредности. (Исфахани ет ал., 2013)

Ултразвучно подешени водени ЗнО нанофлуиди

Елциоглу и др. (2021) наводе у својој научној студији да је „Ултразвучна обрада суштински процес за правилно распршивање наночестица у основној течности и стабилност, као и за оптималне особине за примене у стварном свету“. Користили су ултрасоникатор УП200Хт за производњу ЗнО/водених нанофлуида. Соникација је имала јасне ефекте на површински напон воденог ЗнО нанофлуида. Налази истраживача доводе до закључка да се површински напон, формирање нано-филма и друге сродне карактеристике било ког нанофлуида могу подесити и подесити под одговарајућим условима ултразвучне обраде.

Ултразвучни хомогенизатори за производњу нанофлуида

Хиелсцхер Ултрасоницс дизајнира, производи и дистрибуира ултразвучне дисперзере високих перформанси за све врсте апликација за хомогенизацију и деагломерацију. Када је у питању производња нанофлуида, прецизна контрола ултразвука и поуздан ултразвучни третман суспензије наночестица су кључни.
Хиелсцхер Ултрасоницс процесори вам дају потпуну контролу над свим важним параметрима обраде као што су унос енергије, ултразвучни интензитет, амплитуда, притисак, температура и време задржавања. На тај начин можете прилагодити параметре оптимизованим условима, што потом доводи до висококвалитетних нанофлуида.

• За било коју запремину / капацитет: Хиелсцхер нуди ултрасоникаторе и широк асортиман додатне опреме. Ово омогућава конфигурацију идеалног ултразвучног система за вашу примену и производни капацитет. Од малих бочица са милилитрима до токова велике запремине од хиљада галона на сат, Хиелсцхер нуди одговарајуће ултразвучно решење за ваш процес.
• Робусност: Наши ултразвучни системи су робусни и поуздани. Сви Хиелсцхер ултрасоникатори су направљени за рад 24/7/365 и захтевају врло мало одржавања.
• Лакоћа: Разрађен софтвер наших ултразвучних уређаја омогућава пред-селекцију и чување подешавања соникације за једноставну и поуздану соникацију. Интуитивни мени је лако доступан преко дигиталног обојеног екрана осетљивог на додир. Даљинска контрола претраживача вам омогућава да управљате и надгледате преко било ког интернет претраживача. Аутоматско снимање података чува параметре процеса било које соникације покренуте на уграђеној СД картици.

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: