Снажни ултразвук за третман честица: напомене о примени

Да би у потпуности изразиле своје карактеристике, честице морају бити деагломериране и равномерно дисперговане тако да честице’ површина је доступна. Снажне ултразвучне силе су познате као поуздани алати за распршивање и млевење који спуштају честице до субмикронске и нано величине. Штавише, соникација омогућава модификовање и функционализацију честица, нпр. облагањем нано-честица металним слојем.

У наставку пронађите избор честица и течности са сродним препорукама, како третирати материјал у циљу млевења, дисперговања, деагломерације или модификације честица помоћу ултразвучног хомогенизатора.

Како да припремите своје прахове и честице помоћу моћне соникације.

По абецедном реду:

аеросил

Ултразвучна примена:
Дисперзије Силица Аеросил ОКС50 честица у Миллипоре-води (пХ 6) припремљене су дисперговањем 5,0 г праха у 500 мЛ воде коришћењем ултразвучног процесора високог интензитета УП200С (200В; 24кХз). Дисперзије силицијум диоксида су припремљене у раствору дестиловане воде (пХ = 6) уз ултразвучно зрачење са УП200С за 15 мин. након чега следи снажно мешање током 1 х. ХЦл је коришћен за подешавање пХ. Садржај чврсте материје у дисперзијама био је 0,1% (в/в).
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Лицеа-Цлаверие, А.; Сцхварз, С.; Стеинбацх, Цх.; Понце-Варгас, СМ; Генест, С. (2013): Комбинација природних и термосензитивних полимера у флокулацији финих дисперзија силицијум диоксида. Међународни часопис за хемију угљених хидрата 2013.

Ал₂О₃-водени нанофлуиди

Ултразвучна примена:
Ал₂О₃-водени нано флуиди се могу припремити следећим корацима: Прво измерити масу Ал₂О₃ наночестице дигиталном електронском вагом. Затим стави Ал₂О₃ наночестице у измерену дестиловану воду постепено и мешати Ал₂О₃- мешавина воде. Соникирајте смешу континуирано током 1 сата помоћу уређаја типа ултразвучне сонде УП400С (400В, 24кХз) за производњу уједначене дисперзије наночестица у дестилованој води.
Нанофлуиди се могу припремити у различитим фракцијама (0,1%, 0,5% и 1%). Нису потребне промене сурфактанта или пХ вредности.
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Исфахани, АХМ; Хеихат, ММ (2013): Експериментална студија тока нанофлуида у микромоделу као порозном медију. Међународни часопис за нанонауку и нанотехнологију 9/2, 2013. 77-84.

Ултразвучна дисперзија алуминијум оксида (Ал2О3) доводи до значајног смањења величине честица и равномерне дисперзије.

Честице силицијум диоксида обложене боемом

Ултразвучна примена:
Честице силицијум диоксида су обложене слојем бемита: Да би се добила савршено чиста површина без органских материја, честице се загревају на 450°Ц. После млевења честица да би се разбили агломерати, припрема се 6 вол% водена суспензија (≈70 мл) и стабилизује на пХ од 9 додавањем три капи раствора амонијума. Суспензија се затим деагломерира ултразвуком са ан УП200С при амплитуди од 100% (200 В) током 5 мин. После загревања раствора до изнад 85°Ц, додато је 12,5 г алуминијум сек-бутоксида. Температура се одржава на 85-90°Ц 90 мин., а суспензија се меша магнетном мешалицом током целе процедуре. Након тога, суспензија се држи уз стално мешање док се не охлади на испод 40°Ц. Затим је пХ вредност подешена на 3 додавањем хлороводоничне киселине. Одмах затим, суспензија се ултразвучи у леденој купки. Прашак се испере разблаживањем и накнадним центрифугирањем. Након уклањања супернатанта, честице се суше у сушници на 120°Ц. На крају, на честице се примењује топлотна обрада на 300°Ц током 3 сата.
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Висс, ХМ (2003): Микроструктура и механичко понашање гелова са концентрисаним честицама. Дисертација Швајцарски федерални институт за технологију 2003. стр.71.

Синтеза нанокомпозита кадмијум(ИИ)-тиоацетамида

Ултразвучна примена:
Нанокомпозити кадмијум(ИИ)-тиоацетамида синтетисани су у присуству и одсуству поливинил алкохола сонохемијским путем. За сонохемијску синтезу (соно-синтеза) растворено је 0,532 г кадмијум (ИИ) ацетат дихидрата (Цд(ЦХ3ЦОО)2,2Х2О), 0,148 г тиоацетамида (ТАА, ЦХ3ЦСНХ2) и 0,664 г калијум јодида (КИ)20. двоструко дестилована дејонизована вода. Ово решење је обрађено ултразвуком велике снаге сондом УП400С (24 кХз, 400 В) на собној температури 1 х. Током ултразвучне обраде реакционе смеше температура се повећала на 70-80°Ц мерено термоелементом гвожђе-константин. После једног сата формирао се светло жути талог. Изолована је центрифугирањем (4.000 обртаја у минути, 15 мин), испрана двоструко дестилованом водом, а затим апсолутним етанолом да би се уклониле заостале нечистоће и на крају осушена на ваздуху (принос: 0,915 г, 68%). децембар стр.200°Ц. За припрему полимерног нанокомпозита, 1,992 г поливинил алкохола је растворено у 20 мЛ двоструко дестиловане дејонизоване воде и затим додато у горњи раствор. Ова смеша је ултразвучно озрачена са УП400С током 1 х када се формира светло наранџасти производ.
Резултати СЕМ-а су показали да се у присуству ПВА величине честица смањују са око 38 нм на 25 нм. Затим смо синтетизовали хексагоналне ЦдС наночестице са сферном морфологијом из термичке декомпозиције полимерног нанокомпозита, кадмијум(ИИ)-тиоацетамид/ПВА као прекурсора. Величина ЦдС наночестица је мерена и КСРД и СЕМ и резултати су се међусобно веома добро слагали.
Рањбар и др. (2013) су такође открили да је полимерни нанокомпозит Цд(ИИ) погодан прекурсор за припрему наночестица кадмијум сулфида са занимљивим морфологијама. Сви резултати су открили да се ултразвучна синтеза може успешно применити као једноставна, ефикасна, јефтина, еколошки прихватљива и веома обећавајућа метода за синтезу наноматеријала без потребе за посебним условима, као што су висока температура, дуго време реакције и висок притисак. .
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Рањбар, М.; Мостафа Јусефи, М.; Нозари, Р.; Схесхмани, С. (2013): Синтеза и карактеризација нанокомпозита кадмијум-тиоацетамида. Инт. Ј. Наносци. Нанотецхнол. 9/4, 2013. 203-212.

ЦаЦО₃

Ултразвучна примена:
Ултразвучни премаз нано-преципитираног ЦаЦО₃ (НПЦЦ) са стеаринском киселином је спроведено да би се побољшала његова дисперзија у полимеру и смањила агломерација. 2 г необложеног нано-преципитираног ЦаЦО₃ (НПЦЦ) је соницирана са ан УП400С у 30 мл етанола. 9 теж% стеаринске киселине је растворено у етанолу. Етанол са стеринском киселином је затим помешан са сонификованом суспензијом.
Препорука за уређај:
УП400С са сонотродом пречника 22 мм (Х22Д) и проточном ћелијом са расхладним омотачем
Референца/истраживачки рад:
Ков, КВ; Абдулах, ЕЦ; Азиз, АР (2009): Ефекти ултразвука у премазивању нано-преципитираног ЦаЦО3 стеаринском киселином. Асиа-Пацифиц Јоурнал оф Цхемицал Енгинееринг 4/5, 2009. 807-813.

нанокристали целулозе

Ултразвучна примена:
Нанокристали целулозе (ЦНЦ) припремљени од ЦНЦ целулозе еукалиптуса: Нанокристали целулозе припремљени од целулозе еукалиптуса модификовани су реакцијом са метил адипоил хлоридом, ЦНЦм, или мешавином сирћетне и сумпорне киселине, ЦНЦа. Због тога су замрзавањем сушени ЦНЦ, ЦНЦм и ЦНЦа поново дисперговани у чистим растварачима (ЕА, ТХФ или ДМФ) на 0,1 теж%, магнетним мешањем преко ноћи на 24 ± 1 °Ц, након чега је уследило 20 мин. соникација помоћу ултрасоникатора типа сонде УП100Х. Соникација је изведена са 130 В/цм² интензитет на 24 ± 1 дегЦ. Након тога у ЦНЦ дисперзију је додат ЦАБ, тако да је коначна концентрација полимера била 0,9 теж.%.
Препорука за уређај:
УП100Х
Референца/истраживачки рад:
Блацхецхен, ЛС; де Мескуита, ЈП; де Паула, ЕЛ; Переира, ФВ; Петри, ДФС (2013): Интерплаи оф цоллоидал стабилити оф целлулосе наноцристалс анд тхеир дисперсибилити ин целлулосе ацетате бутирате матрик. Целулоза 20/3, 2013. 1329-1342.

Силан допиран церијум нитратом

Ултразвучна примена:
Као металне подлоге коришћене су хладно ваљане плоче од угљеничног челика (6,5цм 6,5цм 0,3цм; хемијски очишћене и механички полиране). Пре наношења премаза, панели су ултразвучно очишћени ацетоном, а затим очишћени алкалним раствором (0,3 молЛ 1 раствора НаОХ) на 60°Ц током 10 мин. За употребу као прајмера, пре претходног третмана супстрата, типична формулација која укључује 50 делова γ-глицидоксипропилтриметоксисилана (γ-ГПС) је разблажена са око 950 делова метанола, у пХ 4,5 (подешено сирћетном киселином) и остављена за хидролизу силан. Поступак припреме допираног силана пигментима церијум нитрата био је исти, осим што је у раствор метанола пре додавања (γ-ГПС) додато 1, 2, 3 теж.% церијум нитрата, затим је овај раствор мешан пропелерском мешалицом на 1600 о/мин за 30 мин. на собној температури. Затим су дисперзије које садрже церијум нитрат обрађене соникацијом током 30 минута на 40 ° Ц са спољашњим расхладним купатилом. Процес ултразвука је изведен са ултрасоникатором УИП1000хд (1000В, 20 кХз) са улазном ултразвучном снагом од око 1 В/мЛ. Предтретман супстрата је обављен испирањем сваке плоче у трајању од 100 секунди. са одговарајућим раствором силана. Након третмана, панели су остављени да се осуше на собној температури током 24 х, а затим су претходно обрађени панели премазани двокомпонентним епоксидом отврднутим амином. (Епон 828, схелл Цо.) да се направи дебљина влажног филма од 90 μм. Панели обложени епоксидом су остављени да се очврсну 1 х на 115°Ц, након очвршћавања епоксидних премаза; дебљина сувог филма је била око 60 μм.
Препорука за уређај:
УИП1000хд
Референца/истраживачки рад:
Заферани, СХ; Пеикари, М.; Заареи, Д.; Данаеи, И. (2013): Електрохемијски ефекти предтретмана силаном који садрже церијум нитрат на својства катодног одвајања челика обложеног епоксидом. Јоурнал оф Адхесион Сциенце анд Тецхнологи 27/22, 2013. 2411–2420.

Глина: дисперзија/ фракционисање

Ултразвучна примена:
Фракционисање величине честица: За изоловање < 1 μм честице од 1-2 μм честице, честице величине глине (< 2 μм) су раздвојени у ултразвучном пољу и следећом применом различитих брзина седиментације.
Честице величине глине (< 2 μм) раздвојени су ултразвуком са уносом енергије од 300 Ј мЛ^-1 (1 мин.) коришћењем ултразвучног дезинтегратора типа сонде УП200С (200В, 24кХз) опремљен сонотродом С7 пречника 7 мм. Након ултразвучног зрачења узорак је центрифугиран на 110 кг (1000 рпм) током 3 мин. Фаза таложења (одмор у фракционисању) је затим коришћена у фракционисању густине за изолацију фракција густине светлости и добијена је фаза плутања (< 2 μм фракција) је пребачена у другу епрувету за центрифугирање и центрифугирана на 440 кг (2000 рпм) током 10 мин. раздвојити < 1 μм фракција (супернатант) од 1-2 μм фракције (седимент). Супернатант који садржи < 1 μм фракција је пребачена у другу епрувету за центрифугирање и након додавања 1 мЛ МгСО₄ центрифугиран на 1410 кг (4000 рпм) 10 мин да би се декантирао остатак воде.
Да би се избегло прегревање узорка, поступак је поновљен 15 пута.
Препорука за уређај:
УП200С са С7 или УП200Ст са С26д7
Референца/истраживачки рад:
Јакубовска, Ј. (2007): Утицај типа воде за наводњавање на фракције органске материје у земљишту (СОМ) и њихове интеракције са хидрофобним једињењима. Дисертација Мартин-Лутер Универзитет Хале-Витенберг 2007.

Глина: Пилинг неорганске глине

Ултразвучна примена:
Неорганска глина је ексфолирана да би се припремили нано композити на бази пулулана за дисперзију премаза. Због тога је фиксна количина пулулана (4 теж% влажне основе) растворена у води на 25°Ц током 1 х уз лагано мешање (500 рпм). Истовремено, глинени прах, у количини од 0,2 до 3,0 теж%, диспергован је у води уз снажно мешање (1000 рпм) током 15 минута. Добијена дисперзија је ултразвучно обрађена помоћу УП400С (снага_мак = 400 В; фреквенција = 24 кХз) ултразвучни уређај опремљен титанијумском сонотродом Х14, пречник врха 14 мм, амплитуда_мак = 125 μм; површински интензитет = 105 Вцм^-2) под следећим условима: 0,5 циклуса и 50% амплитуде. Трајање ултразвучног третмана варирало је у складу са експерименталним дизајном. Органски раствор пулулана и неорганска дисперзија су затим мешани заједно уз лагано мешање (500 рпм) додатних 90 минута. После мешања, концентрације две компоненте су одговарале неорганском/органском (И/О) односу у распону од 0,05 до 0,75. Расподела величине у воденој дисперзији На⁺-ММТ глине пре и после ултразвучног третмана процењене су коришћењем ИКО-Сизер ЦЦ-1 анализатора наночестица.
За фиксну количину глине најефикасније време соникације је 15 минута, док дужи третман ултразвуком повећава П'О₂ вредност (због реагрегације) која се поново смањује у највећем времену соникације (45 мин), вероватно због фрагментације и тромбоцита и тактоида.
Према експерименталној поставци усвојеној у Интроцијевој дисертацији, излазна јединица енергије од 725 Вс мЛ^-1 израчунато је за 15-минутни третман, док је продужено време ултразвучне обраде од 45 минута дало јединичну потрошњу енергије од 2060 Вс мЛ^-1. Ово би омогућило уштеду прилично велике количине енергије током целог процеса, што ће се на крају одразити на крајње трошкове протока.
Препорука за уређај:
УП400С са сонотродом Х14
Референца/истраживачки рад:
Интроци, Л. (2012): Развој биополимерних премаза високих перформанси за примену у амбалажи за храну. Дисертација Универзитет у Милану 2012.

проводљиво мастило

Ултразвучна примена:
Кондуктивно мастило је припремљено дисперговањем честица Цу+Ц и Цу+ЦНТ дисперзантима у мешаном растварачу (публикација ИВ). Дисперзанти су била три дисперзиона средства високе молекуларне тежине, ДИСПЕРБИК-190, ДИСПЕРБИК-198 и ДИСПЕРБИК-2012, намењена за дисперзије пигмента чађе на бази воде од стране БИК Цхемие ГмбХ. Као главни растварач коришћена је дејонизована вода (ДИВ). Као корастварачи коришћени су етилен гликол монометил етар (ЕГМЕ) (Сигма-Алдрицх), етилен гликол монобутил етар (ЕГБЕ) (Мерцк) и н-пропанол (Хонеивелл Риедел-де Хаен).
Мешана суспензија је соникирана 10 минута у леденом купатилу коришћењем а УП400С ултразвучни процесор. Након тога, суспензија је остављена да се слегне један сат, након чега је уследило декантирање. Пре центрифугирања или штампања, суспензија је соникирана у ултразвучном купатилу 10 мин.
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Форсман, Ј. (2013): Производња наночестица Цо, Ни и Цу редукцијом водоника. Дисертација ВТТ Финска 2013.

Ултразвук је веома ефикасан за смањење величине честица и дисперзију пигмената у инкјет мастилу.

Бакар пхатхлоцианине

Ултразвучна примена:
Разградња металофталоцианина
Бакар фатлоцијанин (ЦуПц) се обрађује ултразвуком са водом и органским растварачима на температури околине и атмосферском притиску у присуству оксиданса као катализатора помоћу ултразвучног апарата од 500 В УИП500хд са проточном комором. Интензитет соникације: 37–59 В/цм², мешавина узорка: 5 мЛ узорка (100 мг/Л), 50 Д/Д воде са холоформом и пиридином при 60% ултразвучне амплитуде. Температура реакције: 20°Ц на атмосферском притиску.
Стопа уништења до 95% у року од 50 мин. оф соницатион.
Препорука за уређај:
УИП500хд

дибутирилхитин (ДБЦХ)

Ултразвучна примена:
Дуги полимерни макромолекули могу се разбити ултразвуком. Ултразвучно потпомогнуто смањење моларне масе омогућава избегавање нежељених нежељених реакција или одвајање нуспроизвода. Верује се да је ултразвучна деградација, за разлику од хемијског или термичког разлагања, неслучајан процес, при чему се цепање одвија отприлике у центру молекула. Из тог разлога већи макромолекули се брже разграђују.
Експерименти су изведени коришћењем ултразвучног генератора УП200С опремљен сонотродом С2. Ултразвучно подешавање је било на улазној снази од 150 В. Коришћени су раствори дибутирилхитина у диметилацетамиду, у концентрацији првог од 0,3 г/100 цм3 запремине 25 цм3. Сонотрода (ултразвучна сонда / рог) је уроњена у раствор полимера 30 мм испод нивоа површине. Раствор је стављен у термостатирано водено купатило одржавано на 25°Ц. Сваки раствор је озрачен у унапред одређеном временском интервалу. После овог времена, раствор је разблажен 3 пута и подвргнут анализи хроматографије искључивања величине.
Приказани резултати указују да се дибутирилхитин не разара ултразвуком снаге, већ долази до деградације полимера, што се подразумева као контролисана сонохемијска реакција. Због тога се ултразвук може користити за смањење просечне моларне масе дибутирилхитина, а исто важи и за однос просечне масе и просечне моларне масе. Уочене промене се интензивирају повећањем снаге ултразвука и трајања сонификације. Такође је постојао значајан утицај почетне моларне масе на степен деградације ДБЦХ у испитиваним условима сонификације: што је већа почетна моларна маса, то је већи степен деградације.
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Сзумилевицз, Ј.; Пабин-Сзафко, Б. (2006): Ултразвучна деградација дибуирилхитина. Пољско друштво хитина, монографија КСИ, 2006. 123-128.

Фероцин прах

Ултразвучна примена:
Сонохемијски пут за припрему СВНЦНТ-а: прах силицијум диоксида (пречника 2–5 мм) се додаје у раствор од 0,01 мол% фероцена у п-ксилену након чега следи соникација са УП200С опремљен сондом са титанијумским врхом (сонотрода С14). Ултразвук је изведен 20 мин. на собној температури и атмосферском притиску. Ултразвучном потпомогнутом синтезом, СВЦНТ високе чистоће су произведени на површини праха силицијум диоксида.
Препорука за уређај:
УП200С са ултразвучном сондом С14
Референца/истраживачки рад:
Сринивасан Ц. (2005): ЗВУЧНА метода за синтезу једнозидних угљеничних наноцеви у амбијенталним условима. Актуелна наука 88/ 1, 2005. 12-13.

Летећи пепео / Метакаолинит

Ултразвучна примена:
Тест лужења: 100 мЛ раствора за лужење је додато у 50 г чврстог узорка. Интензитет соникације: мак. 85 В/цм² са УП200С у воденом купатилу на 20 ° Ц.
Геополимеризација: Суспензија је помешана са ан УП200С ултразвучни хомогенизатор за геополимеризацију. Интензитет соникације био је макс. 85 В/цм². За хлађење, соникација је изведена у купатилу са леденом водом.
Примена снажног ултразвука за геополимеризацију доводи до повећања чврстоће на притисак формираних геополимера и повећања чврстоће са повећаном сонификацијом до одређеног времена. Растварање метакаолинита и летећег пепела у алкалним растворима је побољшано ултразвуком јер је више Ал и Си отпуштено у гел фазу за поликондензацију.
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Фенг, Д.; Тан, Х.; ван Девентер, ЈСЈ (2004): Ултразвучна побољшана геополимеризација. Јоурнал оф Материалс Сциенце 39/2, 2004. 571-580

графен

Ултразвучна примена:
Чисти графенски листови могу се производити у великим количинама, као што је показао рад Стенгла ет ал. (2011) током производње нестехиометријског ТиО₂ графен нано композит термичком хидролизом суспензије са графенским нанолистовима и титаниа пероко комплексом. Чисти графенски нано листови су произведени од природног графита под ултразвучном ултразвуком са 1000В ултразвучним процесором УИП1000хд у ултразвучној реакторској комори високог притиска на 5 барг. Добијени листови графена одликују се великом специфичном површином и јединственим електронским својствима. Истраживачи тврде да је квалитет ултразвучно припремљеног графена много већи од графена добијеног Хамеровом методом, где се графит ексфолира и оксидира. Како се физички услови у ултразвучном реактору могу прецизно контролисати и уз претпоставку да ће концентрација графена као допанта варирати у опсегу од 1 – 0,001%, могућа је производња графена у континуалном систему у комерцијалним размерама.
Препорука за уређај:
УИП1000хд
Референца/истраживачки рад:
Стенгл, В.; Попелкова, Д.; Влацил, П. (2011): ТиО2-Графен нанокомпозит као фотокатализатори високих перформанси. У: Часопис за физичку хемију Ц 115/2011. стр. 25209-25218.
Кликните овде да прочитате више о ултразвучној производњи и припреми графена!

графен оксид

Ултразвучна примена:
Слојеви графен оксида (ГО) су припремљени на следећи начин: 25 мг праха графен оксида је додато у 200 мл дејонизоване воде. Мешањем добијају нехомогену смеђу суспензију. Добијене суспензије су обрађене соникацијом (30 мин, 1,3 × 105Ј), а након сушења (на 373 К) произведен је ултразвучно обрађен графен оксид. ФТИР спектроскопија је показала да ултразвучни третман није променио функционалне групе графен оксида.
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Ох, В. Цх.; Цхен, МЛ; Зханг, К.; Зханг, ФЈ; Јанг, ВК (2010): Ефекат термичке и ултразвучне обраде на формирање нанопласта графен-оксида. Јоурнал оф тхе Кореан Пхисицал Социети 4/56, 2010. стр. 1097-1102.
Кликните овде да прочитате више о ултразвучном пилингу и припреми графена!

Длакаве полимерне наночестице разградњом поли(винил алкохола)

Ултразвучна примена:
Једноставна процедура у једном кораку, заснована на сонохемијској деградацији полимера растворљивих у води у воденом раствору у присуству хидрофобног мономера, доводи до функционалних длакавих полимерних честица у серуму без остатака. Све полимеризације су изведене у стакленом реактору са двоструким зидовима од 250 мЛ, опремљеном преградама, температурним сензором, магнетном мешалицом и Хиелсцхер-ом. УС200С ултразвучни процесор (200 В, 24 кХз) опремљен С14 титанијум сонотродом (пречник = 14 мм, дужина = 100 мм).
Раствор поли(винил алкохола) (ПВОХ) је припремљен растварањем тачне количине ПВОХ у води, преко ноћи на 50°Ц уз снажно мешање. Пре полимеризације, раствор ПВОХ је стављен у реактор и температура је подешена на жељену температуру реакције. Раствор ПВОХ и мономер су одвојено прочишћени 1 сат аргоном. Потребна количина мономера је додавана кап по кап у ПВОХ раствор уз снажно мешање. Након тога, прочишћавање аргоном је уклоњено из течности и започета је ултразвучна обрада са УП200С амплитудом од 80%. Овде треба напоменути да употреба аргона има две сврхе: (1) уклањање кисеоника и (2) неопходан је за стварање ултразвучних кавитација. Стога би континуирани ток аргона у принципу био користан за полимеризацију, али је дошло до прекомерног пењење; процедура коју смо овде пратили је избегла овај проблем и била је довољна за ефикасну полимеризацију. Узорци су повремено узимани да би се пратила конверзија гравиметријом, расподела молекулске тежине и/или расподела величине честица.
Препорука за уређај:
УС200С
Референца/истраживачки рад:
Смеетс, НМБ; Е-Ррамдани, М.; Ван Хал, РЦФ; Гомес Сантана, С.; Куелевер, К.; Меулдијк, Ј.; Ван Херк, ЈА. М.; Хеутс, ЈПА (2010): Једноставан сонохемијски пут у једном кораку ка функционалним длакавим полимерним наночестицама. Мека материја, 6, 2010. 2392-2395.

ХиПцо-СВЦНТс

Ултразвучна примена:
Дисперзија ХиПцо-СВЦНТ са УП400С: У бочици од 5 мЛ 0,5 мг оксидованих ХиПцоТМ СВЦНТ (0,04 ммол угљеника) суспендовано је у 2 мЛ дејонизоване воде помоћу ултразвучног процесора УП400С да би се добила суспензија црне боје (0,25 мг/мЛ СВЦНТс). Овој суспензији је додато 1,4 μЛ раствора ПДДА (20 теж./%, молекулска тежина = 100.000-200.000) и смеша је мешана вортексом 2 минута. После додатне соникације у воденом купатилу од 5 минута, суспензија наноцеви је центрифугирана на 5000 г током 10 минута. Супернатант је узет за АФМ мерења и затим функционализован са сиРНА.
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Јунг, А. (2007): Функционални материјали засновани на угљеничним наноцевима. Дисертација Фриедрицх-Алекандер-Университат Ерланген-Нурнберг 2007.

Хидроксиапатитна биокерамика

Ултразвучна примена:
За синтезу нано-ХАП, 40 мЛ раствора 0,32М Ца(НО₃)² ⋅ 4Х₂О је стављен у малу чашу. пХ раствора је затим подешен на 9,0 са приближно 2,5 мЛ амонијум хидроксида. Решење је затим соникирано ултразвучним процесором УП50Х (50 В, 30 кХз) опремљен сонотродом МС7 (пречник рогова 7 мм) подешен на максималну амплитуду од 100% током 1 сата. На крају првог сата 60 мЛ раствора 0,19 М [КХ₂ПО₄] је затим полако додаван у капима у први раствор док је био подвргнут ултразвучном зрачењу другог сата. Током процеса мешања, пХ вредност је проверена и одржавана на 9, док је однос Ца/П одржаван на 1,67. Раствор је затим филтриран коришћењем центрифугирања (~2000 г), након чега је добијени бели талог пропорциониран у више узорака за термичку обраду. Направљена су два сета узорака, први се састојао од дванаест узорака за термичку обраду у цевној пећи, а други се састојао од пет узорака за микроталасну обраду.
Препорука за уређај:
УП50Х
Референца/истраживачки рад:
Поинерн, ГЈЕ; Брундаванам, Р.; Тхи Ле, Кс.; Ђорђевић, С.; Прокић, М.; Фавцетт, Д.(2011): Термални и ултразвучни утицај у формирању нанометарске хидроксиапатитне биокерамике. Међународни часопис за наномедицину 6, 2011. 2083-2095.

Ултразвучно редуковани и дисперговани калцијум-хидроксиапатит

Неоргански ВС сличан фулерену₂ наночестице

Ултразвучна примена:
Ултрасоницатион током електродепозиције неорганског фулерена (ИФ) сличног ВС₂ наночестице у матрици никла доводи до уједначенијег и компактнијег премаза. Штавише, примена ултразвука има значајан утицај на тежински проценат честица уграђених у метални депозит. Дакле, теж.% ИФ-ВС₂ честица у матрици никла се повећава са 4,5 теж.% (у филмовима узгојеним само уз механичко мешање) на око 7 теж.% (у филмовима припремљеним уз помоћ ултразвука на 30 В цм^-2 интензитета ултразвука).
Ни/ИФ-ВС₂ нанокомпозитни премази су електролитички депоновани из стандардне купке од никла Ваттс-а на коју је индустријски ИФ-ВС₂ (неоргански фулерени-ВС₂) додане су наночестице.
За експеримент, ИФ-ВС₂ је додат у никл Ваттс електролите и суспензије су интензивно мешане коришћењем магнетне мешалице (300 рпм) најмање 24 х на собној температури пре експеримената кодопозиције. Непосредно пре процеса електродепозиције, суспензије су подвргнуте 10 мин. ултразвучни предтретман да би се избегла агломерација. За ултразвучно зрачење, ан УП200С Ултрасоникатор типа сонде са сонотродом С14 (пречник врха 14 мм) је подешен на 55% амплитуде.
За експерименте кодопозиције коришћене су цилиндричне стаклене ћелије запремине 200 мЛ. Превлаке су нанесене на равне катоде од комерцијалног меког челика (класа Ст37) од 3 цм². Анода је била чиста фолија од никла (3 цм²) постављен на бочној страни посуде, лицем у лице према катоди. Растојање између аноде и катоде је било 4 цм. Подлоге су одмашћене, испране у хладној дестилованој води, активиране у 15% раствору ХЦл (1 мин.) и поново испране у дестилованој води. Електрокодпозиција је извршена при константној густини струје од 5,0 А дм^-2 током 1 х помоћу ДЦ напајања (5 А/30 В, БЛАУСОНИЦ ФА-350). Да би се одржала уједначена концентрација честица у расутом раствору, током процеса електродепозиције коришћене су две методе мешања: механичко мешање магнетном мешалицом (ω = 300 рпм) која се налази на дну ћелије и ултразвучна обрада сондом типа сонде. ултразвучни уређај УП200С. Ултразвучна сонда (сонотрода) је директно уроњена у раствор одозго и тачно постављена између радне и контра електроде на начин да није било заклона. Интензитет ултразвука усмереног на електрохемијски систем варирао је контролом амплитуде ултразвука. У овој студији, амплитуда вибрације је подешена на 25, 55 и 75% у континуираном режиму, што одговара ултразвучном интензитету од 20, 30 и 40 В цм^-2 респективно, мерено помоћу процесора повезаног са ултразвучним мерачем снаге (Хиелсцхер Ултрасоницс). Температура електролита је одржавана на 55°Ц помоћу термостата. Температура је мерена пре и после сваког експеримента. Повећање температуре услед ултразвучне енергије није прелазило 2–4◦Ц. Након електролизе, узорци су ултразвучно очишћени у етанолу 1 мин. за уклањање слабо адсорбованих честица са површине.
Препорука за уређај:
УП200С са ултразвучном сиреном / сонотродом С14
Референца/истраживачки рад:
Гарциа-Лецина, Е.; Гарсија-Уруција, И.; Диеза, ЈА; Форнелл, Б.; Пеллицер, Е.; Сорт, Ј. (2013): Кодпозиција неорганских наночестица ВС2 сличних фулерену у електродепонованој матрици никла под утицајем ултразвучног мешања. Елецтроцхимица Ацта 114, 2013. 859-867.

Латек Синтхесис

Ултразвучна примена:
Припрема П(Ст-БА) латекса
П(Ст-БА) поли(стирен-р-бутил акрилат) П(Ст-БА) честице латекса су синтетизоване емулзионом полимеризацијом у присуству сурфактанта ДБСА. 1 г ДБСА је прво растворен у 100 мЛ воде у балони са три врата и пХ вредност раствора је подешена на 2,0. Помешани мономери од 2,80 г Ст и 8,40 г БА са иницијатором АИБН (0,168 г) сипани су у раствор ДБСА. О/В емулзија је припремљена магнетним мешањем током 1 сата након чега је уследила соникација са УИП1000хд опремљен ултразвучном сиреном (сонда/сонотрода) још 30 мин у леденом купатилу. Коначно, полимеризација је изведена на 90°Ц у уљном купатилу током 2 х у атмосфери азота.
Препорука за уређај:
УИП1000хд
Референца/истраживачки рад:
Израда флексибилних проводљивих филмова изведених од поли(3,4-етилендиокситиофен)еполи(стиренсулфонске киселине) (ПЕДОТ:ПСС) на подлози од нетканих тканина. Материјали Хемија и физика 143, 2013. 143-148.
Кликните овде да прочитате више о соно-синтези латекса!

Уклањање олова (Соно-Леацхинг)

Ултразвучна примена:
Ултразвучно испирање олова из контаминираног земљишта:
Експерименти ултразвучног лужења изведени су ултразвучним уређајем УП400С са титанијумском звучном сондом (пречник 14мм), која ради на фреквенцији од 20кХз. Ултразвучна сонда (сонотрода) је калориметријски калибрисана са ултразвучним интензитетом постављеним на 51 ± 0,4 В цм^-2 за све експерименте соно-лужења. Експерименти соно-лужења су термостатирани коришћењем стаклене ћелије са равним дном на 25 ± 1°Ц. Три система су коришћена као раствори за испирање тла (0,1Л) под соникацијом: 6 мЛ од 0,3 мол Л^-2 раствора сирћетне киселине (пХ 3,24), 3% (в/в) раствора азотне киселине (пХ 0,17) и пуфера сирћетне киселине/ацетата (пХ 4,79) припремљеног мешањем 60 мЛ 0ф 0,3 мол Л^-1 сирћетне киселине са 19 мЛ 0,5 мол Л^-1 НаОХ. Након процеса соно-лужења, узорци су филтрирани филтер папиром да би се раствор процедне воде одвојио од земљишта, након чега је уследило електродепозиција раствора процедних вода и варење земљишта након примене ултразвука.
Доказано је да је ултразвук драгоцено средство у повећању процедних вода олова из загађеног земљишта. Ултразвук је такође ефикасан метод за скоро потпуно уклањање олова који се може излужити из тла, што резултира много мање опасним земљиштем.
Препорука за уређај:
УП400С са сонотродом Х14
Референца/истраживачки рад:
Сандовал-Гонзалез, А.; Силва-Мартинез, С.; Бласс-Амадор, Г. (2007): Комбиновани ултразвучно лужење и електрохемијски третман за уклањање олова. Часопис за нове материјале за електрохемијске системе 10, 2007. 195-199.

Припрема суспензије наночестица

Ултразвучна примена:
За припрему суспензија наночестица коришћени су голи нТиО2 (5 нм трансмисионом електронском микроскопијом (ТЕМ)) и нЗнО (20 нм ТЕМ) и полимером обложени нТиО2 (3-4 нм ТЕМ) и нЗнО (3-9 нм ТЕМ) прахови. Кристални облик НП-а је био анатаза за нТиО2 и аморфан за нЗнО.
0.1 г праха наночестица је измерено у чашу од 250 мЛ која садржи неколико капи дејонизоване (ДИ) воде. Наночестице су затим помешане лопатицом од нерђајућег челика, а чаша је напуњена до 200 мЛ са ДИ водом, мешана, а затим ултразвучна 60 секунди. на 90% амплитуде са Хиелсцхеровим УП200С ултразвучни процесор, који даје суспензију од 0,5 г/Л. Све основне суспензије су чуване највише два дана на 4°Ц.
Препорука за уређај:
УП200С или УП200Ст
Референца/истраживачки рад:
Петоса, АР (2013): Транспорт, депозиција и агрегација наночестица металних оксида у засићеним грануларним порозним медијима: улога хемије воде, површине колектора и превлаке честица. Дисертација МцГилл Университи Монтреал, Квебек, Канада 2013. 111-153.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучној дисперзији нано честица!

Преципитација нано-честица магнетита

Ултразвучна примена:
Магнетит (Фе₃О₄) наночестице се добијају копреципитацијом воденог раствора гвожђе(ИИИ)хлорид хексахидрата и гвожђе(ИИ)сулфат хептахидрата са моларним односом Фе3+/Фе2+ = 2:1. Раствор гвожђа се исталожи концентрованим амонијум хидроксидом, односно натријум хидроксидом. Реакција преципитације се одвија под ултразвучним зрачењем, доводећи реактанте кроз кавијациону зону у ултразвучној проточној комори реактора. Да би се избегао било какав пХ градијент, таложник се мора пумпати у вишку. Расподела величине честица магнетита је измерена коришћењем фотонске корелационе спектроскопије. Мешање изазвано ултразвуком смањује средњу величину честица са 12-14 нм на око 5-6 нм.
Препорука за уређај:
УИП1000хд са реактором са проточним ћелијама
Референца/истраживачки рад:
Банерт, Т.; Хорст, Ц.; Кунз, У., Пеукер, УА (2004): Континуиерлицхе Фаллунг им Ултрасцхаллдурцхфлуßреактор ам Беиспиел вон Еисен-(ИИ,ИИИ) Окид. ИЦВТ, ТУ-Клаустал. Постер представљен на годишњем састанку ГВЦ-а 2004.
Банерт, Т.; Бреннер, Г.; Пеукер, УА (2006): Радни параметри континуираног соно-хемијског преципитационог реактора. Проц. 5. ВЦПТ, Орландо Фл., 23.-27. априла 2006.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучним падавинама!

Никл у праху

Ултразвучна примена:
Припрема суспензије Ни прахова са полиелектролитом при базном пХ (за спречавање растварања и подстицање развоја НиО-обогаћених врста на површини), полиелектролита на бази акрила и тетраметиламонијум хидроксида (ТМАХ).
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Мора, М.; Ленников, В.; Амаведа, Х.; Ангурел, ЛА; де ла Фуенте, ГФ; Бона, МТ; Маиорал, Ц.; Андрес, ЈМ; Санцхез-Херенциа, Ј. (2009): Израда суперпроводних премаза на структуралним керамичким плочицама. Апплиед Суперцондуцтивити 19/ 3, 2009. 3041-3044.

ПБС – Синтеза наночестица оловног сулфида

Ултразвучна примена:
На собној температури, 0,151 г оловног ацетата (Пб(ЦХ3ЦОО)2.3Х2О) и 0,03 г ТАА (ЦХ3ЦСНХ2) додато је у 5 мЛ јонске течности [ЕМИМ] [ЕтСО4] и 15 мЛ двоструко дестиловане воде у чаши од 50 мЛ наметнуто ултразвучном зрачењу са ан УП200С за 7 мин. Врх ултразвучне сонде/сонотроде С1 је уроњен директно у реакциони раствор. Формирана суспензија тамно браон боје је центрифугирана да би се издвојио талог и испрана два пута двоструко дестилованом водом и етанолом да би се уклонили неизреаговани реагенси. Да би се испитао утицај ултразвука на својства производа, припремљен је још један упоредни узорак, уз одржавање константних параметара реакције, осим што се производ припрема уз непрекидно мешање током 24 х без помоћи ултразвучног зрачења.
За припрему наночестица ПбС предложена је ултразвучна синтеза у воденој јонској течности на собној температури. Ова зелена метода на собној температури и еколошки бенигна је брза и без шаблона, што значајно скраћује време синтезе и избегава компликоване синтетичке процедуре. Припремљени нанокластери показују огроман плави помак од 3,86 еВ који се може приписати врло малој величини честица и ефекту квантног ограничења.
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Бехбоудниа, М.; Хабиби-Иангјех, А.; Јафари-Тарзанаг, И.; Кходајари, А. (2008): Лака припрема и припрема на собној температури и карактеризација наночестица ПбС у воденој [ЕМИМ][ЕтСО4] јонској течности коришћењем ултразвучног зрачења. Билтен Кореан Цхемицал Социети 29/ 1, 2008. 53-56.

Пурифиед Нанотубес

Ултразвучна примена:
Пречишћене наноцеви су затим суспендоване у 1,2-дихлороетану (ДЦЕ) соникацијом помоћу ултразвучног уређаја велике снаге УП400С, 400В, 24 кХз) у импулсном режиму (циклуси) да би се добила суспензија црне боје. Снопови агломерираних наноцеви су затим уклоњени у кораку центрифугирања током 5 минута на 5000 рпм.
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Витте, П. (2008): Амфифилни фулерини за биомедицинске и оптоелектронске примене. Дисертација Фриедрицх-Алекандер-Университат Ерланген-Нурнберг 2008.

САН/ЦНТ композит

Ултразвучна примена:
Да би се распршили ЦНТ у САН матрици, коришћен је Хиелсцхер УИС250В са сонотродом за соникацију типа сонде. Први ЦНТ су дисперговани у 50 мЛ дестиловане воде соникацијом око 30 мин. Да би се раствор стабилизовао, додат је СДС у односу од ~1% раствора. Након тога добијена водена дисперзија ЦНТ је комбинована са полимерном суспензијом и мешана 30 мин. са Хеидолпх РЗР 2051 механичком мешалицом, а затим у више наврата соникирани током 30 мин. За анализу, САН дисперзије које садрже различите концентрације ЦНТ су изливене у тефлонске форме и сушене на температури околине 3-4 дана.
Препорука за уређај:
УИС250в
Референца/истраживачки рад:
Битениекс, Ј.; Мери, РМ; Зицанс, Ј.; Максимовс, Р.; Василе, Ц.; Мустеата, ВЕ (2012): Нанокомпозити стирен–акрилат/угљеничне наноцеви: механичка, термичка и електрична својства. У: Зборник радова Естонске академије наука 61/ 3, 2012. 172–177.

Силицијум карбид (СиЦ) нанопрах

Ултразвучна примена:
Нанопрашак силицијум карбида (СиЦ) је деагломерисан и распоређен у тетрахидрофуранском раствору боје коришћењем Хиелсцхер УП200С ултразвучни процесор велике снаге, који ради при густини акустичне снаге од 80 В/цм². Деагломерација СиЦ је првобитно спроведена у чистом растварачу са мало детерџента, а затим су додавани делови боје. Цео процес је трајао 30 минута и 60 минута у случају узорака припремљених за потапање и сито штампу. Обезбеђено је адекватно хлађење смеше током ултрасонификације да би се избегло кључање растварача. Након ултразвучне обраде, тетрахидрофуран је упарен у ротационом испаривачу и учвршћивач је додат у смешу да би се добио одговарајући вискозитет за штампање. Концентрација СиЦ у резултујућем композиту била је 3% теж. у узорцима припремљеним за премазивање потапањем. За сито штампу су припремљене две серије узорака, са садржајем СиЦ од 1 – 3% теж. за претходна испитивања хабања и трења и 1.6 – 2,4% теж. за фино подешавање композита на основу резултата испитивања хабања и трења.
Препорука за уређај:
УП200С
Референца/истраживачки рад:
Целицховски Г.; Псарски М.; Висниевски М. (2009): Затезач еластичног предива са неконтинуалним антихабајућим нанокомпозитним узорком. Влакна & Текстил у источној Европи 17/ 1, 2009. 91-96.

СВНТ једнозидне угљеничне наноцеви

Ултразвучна примена:
Сонохемијска синтеза: 10 мг СВНТ и 30 мл 2% МЦБ раствора 10 мг СВНТ и 30 мл 2% МЦБ раствора, УП400С Интензитет соникације: 300 В/цм2, трајање соникације: 5 х
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Косхио, А.; Иудасака, М.; Зханг, М.; Иијима, С. (2001): Једноставан начин да се хемијски реагују једнозидне угљеничне наноцеви са органским материјалима коришћењем ултразвука. Нано писма 1/7, 2001. 361–363.

Тиоловани СВЦНТс

Ултразвучна примена:
25 мг тиолованих СВЦНТ (2,1 ммол угљеника) суспендовано је у 50 мЛ дејонизоване воде коришћењем ултразвучног процесора од 400 В (УП400С). Затим је суспензија дата свеже припремљеном раствору Ау(НП) и смеша је мешана 1 х. Ау (НП)-СВЦНТ су екстраховани микрофилтрацијом (целулозни нитрат) и темељно испрани дејонизованом водом. Филтрат је био црвене боје, пошто је мали Ау (НП) (просечан пречник ≈ 13 нм) могао ефикасно да прође кроз мембрану филтера (величина пора 0,2 μм).
Препорука за уређај:
УП400С
Референца/истраживачки рад:
Јунг, А. (2007): Функционални материјали засновани на угљеничним наноцевима. Дисертација Фриедрицх-Алекандер-Университат Ерланген-Нурнберг 2007.

ТиО₂ / Перлит композит

Ултразвучна примена:
Композитни материјали ТиО2/перлит су припремљени ниско. У почетку, 5 мЛ титанијум изопропоксида (ТИПО), Алдрицх 97%, растворено је у 40 мЛ етанола, Царло Ерба, и мешано 30 мин. Затим је додато 5 г перлита и дисперзија је мешана 60 мин. Смеша је даље хомогенизована коришћењем ултразвучног соникатора УИП1000хд. Укупан унос енергије од 1 Вх је примењен за време соникације током 2 мин. Коначно, суспензија је разблажена етанолом да би се добило 100 мЛ суспензије и добијена течност је номинована као раствор прекурсора (ПС). Припремљени ПС је био спреман за обраду кроз систем пиролизе пламеном распршивањем.
Препорука за уређај:
УИП1000хд
Референца/истраживачки рад:
Гианноури, М.; Калампалики, Тх.; Тодорова, Н.; Гианнакопоулоу,Т.; Боукос, Н.; Петракис, Д.; Ваимакис, Т.; Трапалис, Ц. (2013): Синтеза ТиО2/перлит композита у једном кораку пиролизом у пламену и њихово фотокаталитичко понашање. Међународни часопис за фотоенергију 2013.

Снажан ултразвук спојен са течностима ствара интензивну кавитацију. Екстремни кавитациони ефекти стварају кашу финог праха са величинама честица у субмикронском и нано опсегу. Штавише, површина честице је активирана. Удар микромлазних и ударних таласа и судари међу честицама имају значајне ефекте на хемијски састав и физичку морфологију чврстих материја које могу драматично повећати хемијску реактивност и органских полимера и неорганских чврстих материја.

“Екстремни услови унутар колапсирајућих мехурића стварају високо реактивне врсте које се могу користити у различите сврхе, на пример, иницирање полимеризације без додатних иницијатора. Као други пример, сонохемијско разлагање испарљивих органометалних прекурсора у растварачима са високом тачком кључања производи наноструктуриране материјале у различитим облицима са високим каталитичким активностима. Наноструктурирани метали, легуре, карбиди и сулфиди, нанометарски колоиди и наноструктурирани катализатори могу се припремити овим општим путем.”

[Суслицк/ Прице 1999: 323]

Литература/Референце

• Суслицк, КС; Прице, ГЈ (1999): Примена ултразвука у хемији материјала. Анну. Рев. Матер. Сци. 29, 1999. 295-326.
• Адам К. Будниак, Ниалл А. Киллилеа, Сзимон Ј. Зелевски, Микхаило Ситник, Иарон Кауффманн, Иарон Амоуиал, Роберт Кудравиец, Волфганг Хеисс, Ефрат Лифсхитз (2020): Пилинг ЦрПС4 са обећавајућом фотопроводљивошћу. Смалл Вол.16, Иссуе1. 9. јануара 2020.
• Брад В. Зеигер; Кенет С. Саслик (2011): Сонофрагментација молекуларних кристала. Ј. Ам. Цхем. Соц. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Поинерн ГЕ, Брундаванам Р., Тхи-Ле Кс., Ђорђевић С., Прокић М., Фавцетт Д. (2011): Топлотни и ултразвучни утицај на формирање нанометарске хидроксиапатитне биокерамике. Инт Ј Наномедицине. 2011; 6: 2083–2095.