วิธีทํา Nanofluids

นาโนฟลูอิดเป็นของเหลววิศวกรรมที่ประกอบด้วยของเหลวพื้นฐานที่มีอนุภาคนาโน สําหรับการสังเคราะห์ nanofluids จําเป็นต้องมีเทคนิคการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและ deagglomeration ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายตัวสม่ําเสมอในระดับสูง อัลตราโซนิกกระจายเป็นเทคโนโลยีที่เหนือกว่าในการผลิต nanofluids ที่มีลักษณะที่ดีเยี่ยม อัลตราโซนิกกระจายเก่งโดยประสิทธิภาพความเร็วความเรียบง่ายความน่าเชื่อถือและใช้งานง่าย

Nanofluids คืออะไร?

นาโนฟลูอิดเป็นของเหลวที่มีอนุภาคขนาดนาโน (≺100nm) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าอนุภาคนาโน อนุภาคนาโนที่ใช้ใน nanofluids มักจะทําจากโลหะออกไซด์คาร์ไบด์หรือท่อนาโนคาร์บอน อนุภาคนาโนเหล่านี้กระจายตัวเป็นของเหลวพื้นฐาน (เช่นน้ํามันน้ํา ฯลฯ ) เพื่อให้ได้ระบบกันสะเทือนคอลลอยด์วิศวกรรมเช่นนาโนฟลูอิด Nanofluids แสดงคุณสมบัติทางความร้อนทางกายภาพที่เพิ่มขึ้นเช่นการนําความร้อนการแพร่กระจายความร้อนความหนืดและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่กระตุ้นเมื่อเทียบกับคุณสมบัติวัสดุของของเหลวพื้นฐาน
การใช้งานทั่วไปของ nanofluids คือการใช้เป็นสารหล่อเย็นหรือสารทําความเย็น ด้วยการเพิ่มอนุภาคนาโนให้กับสารหล่อเย็นทั่วไป (เช่นน้ําน้ํามันเอทิลีนไกลคอลโพลีโพลีโพลีฟาโอเลฟิน ฯลฯ ) คุณสมบัติทางความร้อนของสารหล่อเย็นทั่วไปจะดีขึ้น

• ของเหลวระบายความร้อน / ถ่ายเทความร้อน
• น้ำมัน หล่อ ลื่น
• การประยุกต์ใช้ชีวการแพทย์

การทํา Nanofluids ด้วย Homogenizer ล้ําเสียง

โครงสร้างจุลภาคของ nanofluids สามารถได้รับอิทธิพลและจัดการโดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันที่เหมาะสมที่สุดและพารามิเตอร์การประมวลผล การกระจายอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สําหรับการเตรียม nanofluid อัลตราโซนิกกระจายถูกนํามาใช้ในการวิจัยและอุตสาหกรรมเพื่อสังเคราะห์โรงสีกระจายและทําให้เป็นเนื้อเดียวกันอนุภาคนาโนที่มีความสม่ําเสมอสูงและการกระจายขนาดอนุภาคแคบ พารามิเตอร์กระบวนการสําหรับการสังเคราะห์ nanofluids รวมถึงการป้อนข้อมูลพลังงานอัลตราโซนิกแอมพลิจูดอัลตราโซนิกอุณหภูมิความดันและความเป็นกรด นอกจากนี้ชนิดและความเข้มข้นของสารทําปฏิกิริยาและสารเติมแต่งรวมถึงลําดับที่สารเติมแต่งถูกเพิ่มลงในสารละลายเป็นปัจจัยสําคัญ
เป็นที่ทราบกันดีว่าคุณสมบัติของ nanofluids ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและรูปร่างของวัสดุนาโน ดังนั้นการได้รับโครงสร้างจุลภาคที่ควบคุมได้ของ nanofluids เป็นปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดการทํางานและคุณภาพของ nanofluids การใช้พารามิเตอร์ ultrasonication ที่ดีที่สุดเช่นความกว้างความดันอุณหภูมิและพลังงานอินพุต (Ws / mL) เป็นกุญแจสําคัญในการผลิตนาโนฟลูอิดที่มีเสถียรภาพสม่ําเสมอ Ultrasonication สามารถนํามาใช้ประสบความสําเร็จใน deagglomerate และกระจายอนุภาคเป็นอนุภาคนาโนแยกย้ายกันไปเดียว ด้วยขนาดอนุภาคที่เล็กกว่าการเคลื่อนไหวของบราวเนี่ยน (ความเร็วบราวเนี่ยน) รวมถึงปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคอนุภาคเพิ่มขึ้นและส่งผลให้นาโนฟลูอิดมีเสถียรภาพมากขึ้น Ultrasonicators Hielscher ช่วยให้การควบคุมที่แม่นยํามากกว่าพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดสามารถเรียกใช้อย่างต่อเนื่องที่ความกว้างสูง (24/7/365) และมาพร้อมกับโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติสําหรับการประเมินผลง่ายของการทํางาน sonication ทั้งหมด

ซิลิกาขนาดนาโนกระจายอัลตราโซนิก

Sonication ปรับปรุงเสถียรภาพของ Nanofluids

สําหรับ nanofluids การรวมตัวกันของอนุภาคนาโนไม่เพียง แต่ส่งผลให้การตั้งถิ่นฐานและการอุดตันของ microchannels แต่ยังลดการนําความร้อนของ nanofluids อัลตราโซนิก deagglomeration และการกระจายถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุศาสตร์และอุตสาหกรรม Sonication เป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการเตรียมการกระจายตัวของนาโนที่มีเสถียรภาพด้วยการกระจายอนุภาคนาโนที่สม่ําเสมอและมีเสถียรภาพที่ดี ดังนั้น Hielscher กระจายอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่ต้องการเมื่อมันมาถึงการผลิตของ nanofluids

อัลตราโซนิกผลิต Nanofluids ในการวิจัย

การวิจัยได้ตรวจสอบผลกระทบของ ultrasonication และพารามิเตอร์อัลตราโซนิกในลักษณะของ nanofluids อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในการเตรียม nanofluid ล้ําเสียง

ผลกระทบอัลตราโซนิกในการเตรียมอัล 2O3 นาโนฟลูอิด

Noroozi et al. (2014) พบว่าที่ "ความเข้มข้นของอนุภาคที่สูงขึ้นมีการเพิ่มประสิทธิภาพของการกระจายความร้อนของ nanofluids ที่เกิดจาก sonication นอกจากนี้ความเสถียรและการเพิ่มประสิทธิภาพของการกระจายความร้อนมากขึ้นได้มาจากการ sonicating nanofluids ด้วย sonicator โพรบพลังงานที่สูงขึ้นก่อนที่จะวัด" การเพิ่มการกระจายความร้อนนั้นยิ่งใหญ่กว่าสําหรับ NPs ขนาดเล็ก นี่เป็นเพราะอนุภาคขนาดเล็กมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า ดังนั้นอนุภาคขนาดเล็กช่วยสร้าง nanofluid และ sonication ที่มีเสถียรภาพด้วยโพรบอัลตราโซนิกส่งผลให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อการแพร่กระจายความร้อน (Noroozi et al. 2014)

คําแนะนําทีละขั้นตอนสําหรับการผลิตอัลตราโซนิกของของเหลวนาโน Al2O3 น้ํา

ขั้นแรกให้ชั่งน้ําหนักมวลของอนุภาคนาโน Al2O3 ด้วยเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล จากนั้นใส่อนุภาคนาโน Al2O3 ลงในน้ํากลั่นที่ชั่งน้ําหนักค่อยๆและกวนส่วนผสม Al2O3 น้ํา โซโนเนตส่วนผสมอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 1 ชั่วโมงด้วยอุปกรณ์ชนิดโพรบอัลตราโซนิก UP400S (400W, 24kHz ดูรูปซ้าย) เพื่อผลิตการกระจายตัวของอนุภาคนาโนในน้ํากลั่น นาโนฟลูอิดสามารถเตรียมได้ที่เศษส่วนที่แตกต่างกัน (0.1%, 0.5% และ 1%) ไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวหรือค่า pH (Isfahani et al., 2013)

อัลตราโซนิกปรับน้ํา ZnO Nanofluids

Elcioglu et al. (2021) รัฐในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขาว่า "Ultrasonication เป็นกระบวนการที่จําเป็นสําหรับการกระจายตัวที่เหมาะสมของอนุภาคนาโนในของเหลวพื้นฐานและความมั่นคงเช่นเดียวกับคุณสมบัติที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานจริง" พวกเขาใช้ ultrasonicator UP200Ht ในการผลิต ZnO / น้ํา nanofluids Sonication มีผลกระทบที่ชัดเจนต่อแรงตึงผิวของน้ํา ZnO nanofluid ผลการวิจัยผลการวิจัยส่งผลให้ข้อสรุปว่าแรงตึงผิวการก่อตัวของฟิล์มนาโนและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องของ nanofluid ใด ๆ สามารถปรับและปรับแต่งภายใต้เงื่อนไข ultrasonication ที่เหมาะสม

อัลตราโซนิก Homogenizers สําหรับการผลิต Nanofluid

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายตัวกระจายอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและ deagglomeration ทุกชนิด เมื่อมันมาถึงการผลิตของ nanofluids การควบคุม sonication ที่แม่นยําและการรักษาอัลตราโซนิกที่เชื่อถือได้ของการระงับอนุภาคนาโนเป็นสิ่งสําคัญ
โปรเซสเซอร์ของ Hielscher Ultrasonics ช่วยให้คุณควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดเช่นอินพุตพลังงานความเข้มอัลตราโซนิกแอมพลิจูดความดันอุณหภูมิและเวลาการเก็บรักษา ดังนั้นคุณสามารถปรับพารามิเตอร์ให้เข้ากับเงื่อนไขที่เหมาะสมซึ่งนําไปสู่ nanofluids คุณภาพสูงในภายหลัง

• สําหรับปริมาณใดๆ/ความจุ: Hielscher เสนอ ultrasonicators และพอร์ตโฟลิโอที่กว้างขวางของอุปกรณ์เสริม นี้จะช่วยให้การกําหนดค่าของระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับการประยุกต์ใช้และกําลังการผลิตของคุณ จากขวดขนาดเล็กที่มีมิลลิลิตรไปยังกระแสปริมาณสูงหลายพันแกลลอนต่อชั่วโมง Hielscher เสนอโซลูชั่นอัลตราโซนิกที่เหมาะสมสําหรับกระบวนการของคุณ
• ความทนทาน: ระบบอัลตราโซนิกของเรามีความแข็งแรงและเชื่อถือได้ Ultrasonicators Hielscher ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นสําหรับการดําเนินงาน 24/7/365 และต้องการการบํารุงรักษาน้อยมาก
• ใช้งานง่าย: ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของเราช่วยให้การเลือกล่วงหน้าและการบันทึกการตั้งค่า sonication สําหรับ sonication ง่ายและเชื่อถือได้ เมนูที่ใช้งานง่ายสามารถเข้าถึงได้ง่ายผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิตอล การควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลช่วยให้คุณสามารถใช้งานและตรวจสอบผ่านเบราว์เซอร์อินเทอร์เน็ตใด ๆ การบันทึกข้อมูลอัตโนมัติจะบันทึกพารามิเตอร์กระบวนการของ sonication ใด ๆ ที่ทํางานบนการ์ด SD ในตัว

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: