Ultraljudsproduktion av ledande bläck i stor skala
- Jämnt fördelade nanopartiklar som silver, grafen eller CNT med en exakt skräddarsydd partikelstorlek är avgörande för produktion av bläck med hög ledkraft.
- Kraftfulla ultraljudsdispergeringsmedel gör det möjligt att syntetisera, deagglomerera och distribuera metalliska (t.ex. Ag), kolbaserade (t.ex. CNT, grafen) nanopartiklar samt nanokompositer med utmärkt elektrisk ledningsförmåga.
- Hielscher ultraljudsdispergeringsmedel säkerställer dispersioner av hög kvalitet, samtidigt som de är mycket effektiva, pålitliga och kostnadseffektiva.
Ultraljudsdispersion av ledande nanopartiklar
Ledande bläck har – Som namnet antyder – funktionaliteten hos elektrisk ledningsförmåga. För att framställa ledande bläck och beläggningar måste komponenter som leder elektricitet (ledande fyllmedel) vara mycket jämnt dispergerade i bläckbasen. Nanopartiklar som silver, koppar, CNT, grafen, grafit, andra metallbelagda partiklar och nanokompositer är inkorporerade för hög ledningsförmåga.
Ultraljudsprocessorer skapar extremt intensiva skjuvkrafter, genom vilka van der Waals-krafter och molekylära bindningar kan övervinnas. Ultraljudsdispersion är den föredragna tekniken för att dispergera nanopartiklar, eftersom ultraljudsbehandling ger en mycket smal kornstorleksfördelning, höga partikelfunktioner och reproducerbara resultat.
Ultraljudssatsreaktor för dispersion av nanomaterial i ledande bläck.
- Bläck i nanosilver
- Grafenbläck (med mycket hög grafenbelastning)
- Kopparbläck (nanotrådar och nanopartiklar)
- CNT-bläck
- SWNT-bläck
- Bläck i nanoguld
- Nanokompositer med grenrör
- Bläck som kan skrivas ut 3D-
- elektriskt ledande lim (ECA)
Ultraljudsdispersion av dielektriska nanopartiklar
För att ge isolerande egenskaper i en komposit måste dielektriska partiklar som SiO2, ZnO, aluminiumoxid-epoxinanokompositer bland andra dispergeras homogent som enskilda partiklar i matrisen. Ultraljudsdispersion säkerställer att agglomerat bryts så att nanopartiklarna sprids väl. En mycket smal partikelfördelning är avgörande för att erhålla en tillförlitlig dielektrisk funktionalitet hos materialet.
Hielscher High-Power ultraljudsapparater för nanodispersioner
Kraftfulla ultraljudssystem säkerställer tillförlitlig spridning av nanopartiklar – på labb- och bänknivå upp till helt industriell skala. i jämförelse med andra ultraljudsleverantörer kan Hielscher ultraljudssystem leverera mycket höga amplituder på upp till 200 μm – continuously run in 24/7 operation and with simple sonotrode shapes. If an application requires even higher amplitudes and/or very high temperatures, Hielscher offers customized ultrasonic sonotrodes, which can deliver amplitudes of >200µm and inserted into very hot environments (e.g. for sonication of metal melts). The robustness of Hielscher ultrasonic equipment fullfils industrial standards. All our equipment is built for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000 |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
- Skräddarsydd partikelstorlek
- Hög konduktivitet
- Höga partikelbelastningar
- Låg till hög viskositet
- Processtyrning
- Enkel bearbetning
- Snabb
- Kostnadseffektiv
Industriell ultraljudsprocessor UIP16000 (16kW) för tillverkning av ledande bläck
Litteratur / Referens
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Fakta som är värda att veta
Elektriskt ledande nanopartiklar
Nanopartiklar (NP) erbjuder unika materialegenskaper, som kan skilja sig drastiskt från materialets bulkegenskaper. Nanomaterial finns i många olika former. De kan ha ett extremt högt bildförhållande på 1:1 000 000 (t.ex. nanorör) eller ha en perfekt sfärisk form. Förutom rör och sfärer har nanopartiklar formen av stavar, trådar, morrhår, nanoblommor, fibrer, flagor och prickar.
Storlek och form på nanopartiklar spelar en viktig roll när det gäller NP:s egenskaper såsom draghållfasthet, flexibilitet, termomekaniska, ledande, dielektriska, magnetiska och optiska egenskaper. För att överföra dessa funktioner till kompositer måste NP spridas och blandas enhetligt i matrisen. För att uppnå en sådan högkvalitativ dispersion är ultraljud den föredragna dispergeringstekniken.
Elektriskt ledande nanopartiklar används i stor utsträckning för att ge bläck och beläggningar förmågan att vara elektriskt gynnsamma. Nano-silver (nano-Ag) är ett av de mest använda nanofyllmedlen i ledande bläck. Silverbaserade ledande bläck kan formuleras som vattenbaserade och screentryckbara bläck, som är flexibla och skrynkelbeständiga.
ledande bläck
Ledande bläck är ledande polymerer (polyanilin, polytiofen, polypyrrol eller polypyrroler, etc.), som kan deponeras via bläckstråleutskrift, spin-coating etc. Vanliga elektroledande bläck kan klassificeras i tre kategorier som motsvarar deras ledande komponenter, som kan vara antingen ädelmetaller, ledande polymerer eller kolnanomaterial. Ledande bläck har ett brett användningsområde och används vid tillverkning av elektronik, förpackningar (PET- och plastfilmer), sensorer, antenner, RFID-taggar/etiketter, pekskärmar, OLED-skärmar, tryckta värmare och många andra.
PEDOT:PSS [poly(3,4-etylendioxitiofen) poly(styrensulfonat)] är en av de mest använda ledande polymererna, som förutom sin höga ledningsförmåga erbjuder ett transparent utseende. Genom att lägga till ett nätverk av kolnanorör, silvernanotrådar och/eller grafen kan konduktiviteten hos PEDOT:PSS förbättras avsevärt. Modifierade PEDOT:PSS-bläck och formuleringar finns tillgängliga för olika beläggnings- och tryckprocesser. Vattenbaserade PEDOT:PSS-bläck används huvudsakligen i slitsformbeläggning, flexografi, rotogravyr och bläckstråleutskrift.
Dielektriskt bläck
Dielektriska bläck och beläggningar är elektriskt icke-ledande och används vid screentryck av elektroniska kretskort för att bygga ett isolerande skikt för skydd och förbättring av ledande material.
Dielektriska nanopartiklar används för att ge bläck, pastor och beläggningar en isolerande förmåga.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.