วิธีทํานาโนฟลูอิด

นาโนฟลูอิดเป็นของเหลวทางวิศวกรรมที่ประกอบด้วยของเหลวพื้นฐานที่มีอนุภาคนาโน สําหรับการสังเคราะห์นาโนฟลูอิดจําเป็นต้องมีเทคนิคการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและการแยกตัวเป็นส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายตัวที่สม่ําเสมอในระดับสูง เครื่องกระจายอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่เหนือกว่าในการผลิตนาโนฟลูอิดที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม การกระจายอัลตราโซนิกเป็นเลิศในด้านประสิทธิภาพความเร็วความเรียบง่ายความน่าเชื่อถือและความเป็นมิตรกับผู้ใช้

นาโนฟลูอิดคืออะไร?

นาโนฟลูอิดเป็นของเหลวที่มีอนุภาคขนาดนาโน (≺100nm) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าอนุภาคนาโน อนุภาคนาโนที่ใช้ในนาโนฟลูอิดมักทําจากโลหะ ออกไซด์ คาร์ไบด์ หรือท่อนาโนคาร์บอน อนุภาคนาโนเหล่านี้จะกระจายตัวลงในของเหลวพื้นฐาน (เช่น น้ํามันน้ํา ฯลฯ) เพื่อให้ได้สารแขวนลอยคอลลอยด์ทางวิศวกรรม เช่น นาโนฟลูอิด นาโนฟลูอิดแสดงคุณสมบัติทางความร้อนทางกายภาพที่เพิ่มขึ้น เช่น การนําความร้อน การแพร่กระจายความร้อน ความหนืด และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเมื่อเทียบกับคุณสมบัติของวัสดุของของเหลวพื้นฐาน
การใช้งานทั่วไปของนาโนฟลูอิดคือการใช้เป็นสารหล่อเย็นหรือสารทําความเย็น โดยการเติมอนุภาคนาโนลงในสารหล่อเย็นทั่วไป (เช่น น้ํา น้ํามัน เอทิลีนไกลคอล โพลีอัลฟาโอเลฟิน ฯลฯ) คุณสมบัติทางความร้อนของสารหล่อเย็นทั่วไปจะดีขึ้น

• ของเหลวทําความเย็น / ถ่ายเทความร้อน
• น้ำมัน หล่อ ลื่น
• การประยุกต์ใช้ชีวการแพทย์

การทํานาโนฟลูอิดด้วย Homogenizer อัลตราโซนิก

โครงสร้างจุลภาคของนาโนฟลูอิดสามารถได้รับอิทธิพลและจัดการโดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและพารามิเตอร์การประมวลผลที่เหมาะสมที่สุด การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สําหรับการเตรียมนาโนฟลูอิด เครื่องกระจายอัลตราโซนิกใช้ในการวิจัยและอุตสาหกรรมเพื่อสังเคราะห์ บด กระจาย และทําให้อนุภาคนาโนเป็นเนื้อเดียวกันด้วยความสม่ําเสมอสูงและการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบ พารามิเตอร์กระบวนการสําหรับการสังเคราะห์นาโนฟลูอิด ได้แก่ อินพุตพลังงานอัลตราโซนิกแอมพลิจูดอัลตราโซนิกอุณหภูมิความดันและความเป็นกรด ยิ่งไปกว่านั้น ประเภทและความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารเติมแต่ง ตลอดจนลําดับที่เติมสารเติมแต่งลงในสารละลาย เป็นปัจจัยสําคัญ
เป็นที่ทราบกันดีว่าคุณสมบัติของนาโนฟลูอิดขึ้นอยู่กับโครงสร้างและรูปร่างของวัสดุนาโนอย่างมาก ดังนั้นการได้โครงสร้างจุลภาคที่ควบคุมได้ของนาโนฟลูอิดจึงเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการทํางานและคุณภาพของนาโนฟลูอิด การใช้พารามิเตอร์อัลตราโซนิกที่ปรับให้เหมาะสมเช่นแอมพลิจูดความดันอุณหภูมิและพลังงานอินพุต (Ws / mL) เป็นกุญแจสําคัญในการผลิตนาโนฟลูอิดคุณภาพสูงที่เสถียรและสม่ําเสมอ อัลตราโซนิกสามารถนําไปใช้เพื่อแยกตัวและกระจายอนุภาคออกเป็นอนุภาคนาโนที่กระจายตัวเดี่ยวได้สําเร็จ ด้วยขนาดอนุภาคที่เล็กลง การเคลื่อนที่ของบราวน์ (ความเร็วของบราวน์) ตลอดจนปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคกับอนุภาคจะเพิ่มขึ้นและส่งผลให้นาโนฟลูอิดมีเสถียรภาพมากขึ้น เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดได้อย่างแม่นยําสามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูง (24/7/365) และมาพร้อมกับโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติเพื่อการประเมินการ sonication ทั้งหมดที่ง่าย

ซิลิกาขนาดนาโนกระจายอัลตราโซนิก

Sonication ปรับปรุงเสถียรภาพของนาโนฟลูอิด

สําหรับนาโนฟลูอิดการรวมตัวกันของอนุภาคนาโนไม่เพียงส่งผลให้มีการตกตะกอนและการอุดตันของไมโครแชนเนลเท่านั้น แต่ยังลดการนําความร้อนของนาโนฟลูอิดด้วย การแยกตัวและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุศาสตร์และอุตสาหกรรม Sonication เป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการเตรียมการกระจายตัวของนาโนที่เสถียรด้วยการกระจายอนุภาคนาโนที่สม่ําเสมอและความเสถียรที่ดี ดังนั้นเครื่องกระจายอัลตราโซนิก Hielscher จึงเป็นเทคโนโลยีที่ต้องการเมื่อพูดถึงการผลิตนาโนฟลูอิด

นาโนฟลูอิดที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิกในการวิจัย

การวิจัยได้ตรวจสอบผลกระทบของอัลตราโซนิกและพารามิเตอร์อัลตราโซนิกต่อลักษณะของนาโนฟลูอิด อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการค้นพบทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเตรียมนาโนฟลูอิดอัลตราโซนิก

ผลกระทบอัลตราโซนิกต่อการเตรียมนาโนฟลูอิด Al2O3

Noroozi et al. (2014) พบว่าที่ "ความเข้มข้นของอนุภาคที่สูงขึ้นจะมีการเพิ่มความสามารถในการแพร่กระจายทางความร้อนของนาโนฟลูอิดที่เกิดจากการสะท้อนเสียงมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นความเสถียรที่มากขึ้นและการเพิ่มความสามารถในการแพร่กระจายความร้อนได้มาจากการ sonication นาโนฟลูอิดด้วยเครื่องสะท้อนเสียงโพรบกําลังสูงก่อนการวัด" การเพิ่มความสามารถในการแพร่กระจายความร้อนนั้นมากกว่าสําหรับ NP ที่มีขนาดเล็กกว่า เนื่องจากอนุภาคขนาดเล็กมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า ดังนั้นอนุภาคขนาดเล็กจึงช่วยสร้างนาโนฟลูอิดที่เสถียรและโซนิเคชั่นด้วยโพรบอัลตราโซนิกส่งผลให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อการแพร่กระจายความร้อน (Noroozi et al. 2014)

คําแนะนําทีละขั้นตอนสําหรับการผลิตอัลตราโซนิกของของเหลวนาโนน้ํา Al2O3

ขั้นแรก ให้ชั่งน้ําหนักมวลของอนุภาคนาโน Al2O3 ด้วยเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล จากนั้นใส่อนุภาคนาโน Al2O3 ลงในน้ํากลั่นที่ชั่งน้ําหนักแล้วค่อยๆ และกวนส่วนผสมของ Al2O3-น้ํา โซนิกส่วนผสมอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 1 ชั่วโมงด้วยอุปกรณ์ประเภทโพรบอัลตราโซนิก UP400S (400W, 24kHz, ดูรูปซ้าย) เพื่อสร้างการกระจายตัวของอนุภาคนาโนในน้ํากลั่นอย่างสม่ําเสมอ นาโนฟลูอิดสามารถเตรียมได้ที่เศษส่วนต่างๆ (0.1%, 0.5% และ 1%) ไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวหรือค่า pH (Isfahani et al., 2013)

สารละลายนาโน ZnO ในน้ําที่ปรับด้วยอัลตราโซนิก

Elcioglu et al. (2021) ระบุในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ว่า "อัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่จําเป็นสําหรับการกระจายตัวที่เหมาะสมของอนุภาคนาโนในของเหลวฐานและความเสถียร ตลอดจนคุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง" พวกเขาใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP200Ht เพื่อผลิตนาโนฟลูอิด ZnO / น้ํา Sonication มีผลอย่างชัดเจนต่อแรงตึงผิวของนาโนฟลูอิด ZnO ในน้ํา การค้นพบของนักวิจัยส่งผลให้เกิดข้อสรุปว่าแรงตึงผิวการก่อตัวของฟิล์มนาโนและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องของนาโนฟลูอิดสามารถปรับและปรับแต่งได้ภายใต้สภาวะอัลตราโซนิกที่เหมาะสม

Homogenizers อัลตราโซนิกสําหรับการผลิตนาโนฟลูอิด

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานแบบเดียวกันและการแยกตัวเป็นก้อนทุกชนิด เมื่อพูดถึงการผลิตนาโนฟลูอิดการควบคุม sonication ที่แม่นยําและการรักษาด้วยอัลตราโซนิกที่เชื่อถือได้ของสารแขวนลอยอนุภาคนาโนเป็นสิ่งสําคัญ
โปรเซสเซอร์ของ Hielscher Ultrasonic ช่วยให้คุณควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดได้อย่างเต็มที่เช่นอินพุตพลังงานความเข้มของอัลตราโซนิกแอมพลิจูดความดันอุณหภูมิและเวลาการเก็บรักษา ด้วยเหตุนี้ คุณสามารถปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม ซึ่งจะนําไปสู่นาโนฟลูอิดคุณภาพสูงในภายหลัง

• สําหรับปริมาตร / ความจุใด ๆ : Hielscher นําเสนอเครื่องอัลตราโซนิกและอุปกรณ์เสริมที่หลากหลาย สิ่งนี้ช่วยให้สามารถกําหนดค่าระบบอัลตราโซนิกในอุดมคติสําหรับการใช้งานและกําลังการผลิตของคุณ ตั้งแต่ขวดขนาดเล็กที่มีมิลลิลิตรไปจนถึงกระแสปริมาณสูงหลายพันแกลลอนต่อชั่วโมง Hielscher นําเสนอโซลูชันอัลตราโซนิกที่เหมาะสมสําหรับกระบวนการของคุณ
• กําลังกาย: ระบบอัลตราโซนิกของเรามีความทนทานและเชื่อถือได้ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดสร้างขึ้นสําหรับการทํางานตลอด 24/7/365 และต้องการการบํารุงรักษาน้อยมาก
• เป็นมิตรกับผู้ใช้: ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของเราช่วยให้สามารถเลือกล่วงหน้าและบันทึกการตั้งค่า sonication เพื่อการ sonication ที่ง่ายและเชื่อถือได้ เมนูที่ใช้งานง่ายสามารถเข้าถึงได้ง่ายผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิตอล การควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลช่วยให้คุณใช้งานและตรวจสอบผ่านอินเทอร์เน็ตเบราว์เซอร์ใดก็ได้ การบันทึกข้อมูลอัตโนมัติจะบันทึกพารามิเตอร์กระบวนการของ sonication ใด ๆ ที่ทํางานบนการ์ด SD ในตัว

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: