Hur man gör nanofluider

En nanofluid är en konstruerad vätska som består av en basvätska som innehåller nanopartiklar. För syntesen av nanofluider krävs en effektiv och tillförlitlig homogeniserings- och deagglomerationsteknik för att säkerställa en hög grad av enhetlig spridning. Ultraljud dispersorer är den överlägsna tekniken för att producera nanofluider med utmärkta egenskaper. Ultraljud spridning utmärker sig genom effektivitet, hastighet, enkelhet, tillförlitlighet och användarvänlighet.

Vad är Nanofluids?

En nanofluid är en vätska som innehåller partiklar i nanostorlek (≺100nm), vanligen kallade nanopartiklar. Nanopartiklar som används i nanofluider är vanligtvis gjorda av metaller, oxider, karbider eller kolnanorör. Dessa nanopartiklar sprids i en basvätska (t.ex. vattenolja osv.) för att erhålla en konstruerad kolloidal suspension, dvs. nanofluiden. Nanofluider uppvisar förbättrade termo-fysiska egenskaper som värmeledningsförmåga, termisk diffusivitet, viskositet och konvektiv värmeöverföringskoefficienter jämfört med basvätskans materialegenskaper.
En vanlig applicering av nanofluider är deras användning som kylvätska eller köldmedium. Genom tillsats av nanopartiklar till konventionella kylmedel (såsom vatten, olja, etylenglykol, polyalfaolefin etc.) förbättras de konventionella kylmedlens termiska egenskaper.

Göra nanofluider med ultraljud homogenisator

Nanofluids mikrostruktur kan påverkas och manipuleras genom tillämpning av den lämpligaste homogeniseringstekniken och bearbetningsparametrarna. Ultraljud dispersion har visat sig vara en mycket effektiv och tillförlitlig teknik för nanofluid förberedelse. Ultraljudsdisperser används inom forskning och industri för att syntetisera, fräsa, skingra och homogenisera nanopartiklar med hög enhetlighet och en smal partikelstorleksfördelning. Processparametrar för syntesen av nanofluider inkluderar ultraljud energiingång, ultraljud amplitud, temperatur, tryck, och surhet. Dessutom är typerna och koncentrationerna av reaktanter och tillsatser samt ordningen, i vilken tillsatserna tillsätts lösningen, viktiga faktorer.
Det är välkänt att nanofluids egenskaper starkt beror på nanomaterialens struktur och form. Att få kontrollerbara mikrostrukturer av nanofluiderna är därför den viktigaste faktorn som bidrar till nanofluids funktionalitet och kvalitet. Att använda optimerade ultraljudsparametrar som amplitud, tryck, temperatur och energiinmatning (Ws/mL) är nyckeln till att producera en stabil, enhetlig högkvalitativ nanofluid. Ultraljud kan framgångsrikt tillämpas på deagglomerate och sprida partiklar i enstaka spridda nanopartiklar. Med mindre partikelstorlek ökar browniansk rörelse (brownsk hastighet) samt partikelpartikelinteraktioner och resulterar i stabilare nanofluider. Hielscher ultrasonicators tillåter exakt kontroll över alla viktiga bearbetningsparametrar, kan köras kontinuerligt vid höga amplituder (24/7/365) och kommer med automatisk dataprotokollering för enkel utvärdering av alla ultraljudsbehandling körningar.

Ultraljud spridda nanostor kiseldioxid

Ultraljudsbehandling förbättrad stabilitet hos nanofluider

För nanofluider resulterar en tätbebyggelse av nanopartiklar inte bara i bosättning och igensättning av mikrokanaler utan också till att nanofluiderna minskar värmeledningsförmågan. Ultraljud deagglomeration och spridning tillämpas i stor utsträckning inom materialvetenskap och industri. Ultraljudsbehandling är en beprövad teknik för att förbereda stabila nanodispersioner med en enhetlig nanopartiklar distribution och stor stabilitet. Därför är Hielscher ultraljud dispersorer den föredragna tekniken, när det gäller produktion av nanofluider.

Ultraljud producerade nanofluider i forskning

Forskning har undersökt effekterna av ultraljud och ultraljud parametrar på egenskaperna hos nanofluider. Läs mer om vetenskapliga rön om ultraljud nanofluid förberedelse.

Ultraljud effekter på Al2O3 Nanofluid förberedelse

Noroozi et al. (2014) fann att vid "högre partikelkoncentration fanns det större förbättring av nanofluidernas termiska diffusivitet till följd av ultraljudsbehandling. Dessutom erhölls större stabilitet och förbättring av termisk diffusivitet genom att sonikera nanofluiderna med den högre effektsondensonicator före mätning." Termisk diffusivitet förbättring var större för de mindre NPs. Detta beror på att mindre partiklar har högre effektiva yt- och volymförhållanden. Således bidrog mindre partiklar till att bilda en stabil nanofluid och ultraljudsbehandling med en ultraljud sond resulterade en betydande effekt på den termiska diffusiviteten. (Noroozi et al. 2014)

Steg-för-steg-instruktion för ultraljudsproduktion av Al2O3-vatten nanovätskor

Väg först massan av Al2O3 nanopartiklar med en digital elektronisk balans. Lägg sedan Al2O3 nanopartiklar i det vägda destillerade vattnet gradvis och omrör Al2O3-vattenblandningen. Sonicate blandningen kontinuerligt i 1h med en ultraljud sond-typ enhet UP400S (400W, 24kHz, se bild. vänster) för att producera enhetlig spridning av nanopartiklar i destillerat vatten. Nanofluiderna kan beredas med olika fraktioner (0,1%, 0,5% och 1%). Inga ytbeläggnings- eller pH-förändringar behövs. (Isfahani et al., 2013)

Ultraljud trimmade vattenhaltiga ZnO nanofluider

Elcioglu et al. (2021) säger i sin vetenskapliga studie att "Ultraljud är en viktig process för korrekt spridning av nanopartiklar i basvätska och stabilitet, liksom för optimala egenskaper för verkliga tillämpningar." De använde ultraljudsatorn UP200Ht för att producera ZnO / vattennanofluider. Ultraljudsbehandling hade tydliga effekter på ytan spänning av vattenhaltiga ZnO nanofluid. Forskarnas resultat resulterar i slutsatsen att ytspänning, nanofilmbildning och andra relaterade egenskaper hos alla nanofluider kan justeras och justeras under korrekta ultraljudsförhållanden.

Ultraljud homogenisatorer för nanofluid produktion

Hielscher Ultrasonics designar, tillverkar och distribuerar högpresterande ultraljudsdisperser för alla typer av homogeniserings- och deagglomerationsapplikationer. När det gäller produktion av nanofluider är exakt ultraljudsbehandling kontroll och en tillförlitlig ultraljudsbehandling av nanopartikel suspension avgörande.
Hielscher Ultrasonics processorer ger dig full kontroll över alla viktiga bearbetningsparametrar som energiinmatning, ultraljudsintensitet, amplitud, tryck, temperatur och retentionstid. Därmed kan du justera parametrarna till optimerade förhållanden, vilket leder därefter till högkvalitativa nanofluider.

• För alla volymer/kapaciteter: Hielscher erbjuder ultraljudspumpar och en bred portfölj av tillbehör. Detta möjliggör konfiguration av det perfekta ultraljudssystemet för din applikation och produktionskapacitet. Från små flaskor med milliliter till strömmar med hög volym på tusentals gallon per timme erbjuder Hielscher den lämpliga ultraljudslösningen för din process.
• Robusthet: Våra ultraljudssystem är robusta och pålitliga. Alla Hielscher ultrasonicators är byggda för 24/7/365 drift och kräver mycket lite underhåll.
• Användarvänlighet: Utarbetad programvara av våra ultraljud enheter möjliggör förval och sparande av ultraljudsbehandling inställningar för en enkel och tillförlitlig ultraljudsbehandling. Den intuitiva menyn är lättillgänglig via en digital färgad pekskärm. Fjärrkontrollen låter dig styra och övervaka via vilken webbläsare som helst. Automatisk datainspelning sparar processparametrarna för all ultraljudsbehandling som körs på ett inbyggt SD-kort.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: