Nanodiamonds กระจายตัวในสารแขวนลอยในน้ําพร้อม Sonication

สารละลายนาโนไดมอนด์สามารถเตรียมได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องโซนิคของ Hielscherในสารแขวนลอยในน้ำ การสลายกลุ่มก้อนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงการแตกตัวของกลุ่มก้อนที่เชื่อถือได้และการก่อตัวของคอลลอยด์ที่เสถียร เมื่อรวมกับการเติมเกลืออย่างง่ายเพื่อปรับค่า pH วิธีนี้ให้แนวทางที่ง่าย ราคาถูก และปราศจากสารปนเปื้อน เนื่องจากความสามารถในการปรับขนาดและการดำเนินการที่ตรงไปตรงมา การกระจายด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจึงเหมาะอย่างยิ่งไม่เพียงแต่สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับการแปรรูปนาโนไดมอนด์ในระดับอุตสาหกรรมอีกด้วย

การแยกอนุภาคนาโนไดมอนด์ที่มีประสิทธิภาพและปราศจากการปนเปื้อน

นาโนไดมอนด์ถูกนำมาใช้มากขึ้นในสาขาชีวการแพทย์ เทคโนโลยีควอนตัม ไทรโบโลยี และวัสดุคอมโพสิตขั้นสูง อย่างไรก็ตาม แนวโน้มโดยธรรมชาติของนาโนไดมอนด์ที่จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนแข็งมักเป็นข้อจำกัดต่อประสิทธิภาพการใช้งาน การสร้างคอลลอยด์ที่มีอนุภาคแยกตัวเป็นอิสระและเสถียรจึงเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการวิเคราะห์คุณลักษณะอย่างแม่นยำและการประยุกต์ใช้ที่เชื่อถือได้ วิธีการแยกกลุ่มก้อนแบบดั้งเดิมมักอาศัยเทคนิคการบดที่รุนแรง ซึ่งอาจทำให้เกิดซิลิคอนไดออกไซด์หรือสิ่งเจือปนอื่น ๆ ส่งผลให้กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ซับซ้อนขึ้นและจำกัดการใช้งานในทางการแพทย์และชีวภาพการกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic dispersion) เป็นทางเลือกที่รวดเร็ว สามารถปรับขนาดได้ และปราศจากสารปนเปื้อน การนำปรากฏการณ์คาวิเทชันทางเสียงมาใช้ในของเหลวโดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์แบบหัวโพรบ สามารถสลายกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ให้เป็นนาโนไดมอนด์ขนาดเลขหลักเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อผสานกับเทคนิคการปรับค่า pH โดยใช้เกลืออย่างง่าย วิธีนี้สามารถผลิตคอลลอยด์ที่มีเสถียรภาพในช่วงค่า pH ที่กว้าง โดยไม่ก่อให้เกิดผลพลอยได้ที่เป็นพิษ จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจทั้งในงานวิจัยในห้องปฏิบัติการและการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

นาโนไดมอนด์สามารถกระจายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher

การกัดอัลตราโซนิกและการกระจายตัวของนาโนไดมอนด์ทํางานอย่างไร?

การกระจายอัลตราโซนิกใช้นาโนไดมอนด์เป็นสื่อการกัด โพรงอากาศอะคูสติกที่เกิดจากคลื่นอัลตราซาวนด์กําลังสูงทําให้เกิดการสตรีมของเหลวความเร็วสูง กระแสของเหลวเหล่านี้เร่งอนุภาค (เช่น เพชร) ในสารละลาย เพื่อให้อนุภาคชนกันได้ถึง 280 กม./วินาที และแตกเป็นอนุภาคขนาดนาโนขนาดเล็ก สิ่งนี้ทําให้อัลตราโซนิกมิลลิ่งและการกระจายตัวเป็นเทคนิคที่ง่ายราคาไม่แพงและปราศจากสารปนเปื้อนซึ่งแยกนาโนไดมอนด์ออกเป็นอนุภาคขนาดนาโนได้อย่างน่าเชื่อถือในสารละลายคอลลอยด์ที่เป็นน้ําในช่วงค่า pH ที่กว้าง เกลือ (โซเดียมคลอไรด์) ใช้เพื่อทําให้นาโนไดมอนด์คงที่ในสารละลายที่เป็นน้ํา
 

 
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการแยกอนุภาคของนาโนไดมอนด์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสำหรับการเตรียมตัวอย่างก่อนการวิเคราะห์!
 

อัลตราโซนิก Nanodiamond Milling Excels Bead Mills

เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบเป็นโรงสีที่มีประสิทธิภาพสูงและเป็นเทคนิคการกัดที่จัดตั้งขึ้นสําหรับการผลิตสารแขวนลอยนาโนไดมอนด์ขนาดใหญ่ในระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากโรงสีอัลตราโซนิกใช้นาโนไดมอนด์เป็นสื่อการกัดจึงหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนผ่านสื่อการกัดเช่นจากลูกปัดเซอร์โคเนียอย่างสมบูรณ์ แต่แรงโพรงอากาศอัลตราโซนิกจะเร่งอนุภาคเพื่อให้นาโนไดมอนด์ชนกันอย่างรุนแรงและสลายตัวเป็นขนาดนาโนที่สม่ําเสมอ การชนกันระหว่างอนุภาคที่เกิดจากอัลตราโซนิกนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สําหรับการผลิตการกระจายตัวของนาโนที่กระจายอย่างสม่ําเสมอ
วิธีการกระจายตัวและการแยกตัวด้วยอัลตราโซนิกใช้สารเติมแต่งที่ละลายน้ําได้ปลอดสารพิษและไม่ปนเปื้อนเช่นโซเดียมคลอไรด์หรือซูโครสสําหรับการควบคุมค่า pH และการรักษาเสถียรภาพของการกระจายอัลตราโซนิก โครงสร้างผลึกของโซเดียมคลอไรด์หรือซูโครสเหล่านี้ทําหน้าที่เป็นสื่อการกัดเพิ่มเติมจึงสนับสนุนขั้นตอนการกัดอัลตราโซนิก เมื่อกระบวนการกัดเสร็จสิ้นสารเติมแต่งนี้สามารถกําจัดออกได้อย่างง่ายดายด้วยการล้างด้วยน้ําซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่โดดเด่นเหนือกระบวนการลูกปัดเซรามิก การกัดลูกปัดแบบดั้งเดิม เช่น ตัวกัดใช้สื่อการกัดเซรามิกที่ไม่ละลายน้ํา (เช่น ลูกบอล ลูกปัด หรือไข่มุก) ซึ่งสารตกค้างที่ขัดจะปนเปื้อนการกระจายตัวขั้นสุดท้าย การกําจัดสิ่งปนเปื้อนที่เกิดจากสื่อการกัดเกี่ยวข้องกับการประมวลผลหลังการประมวลผลที่ซับซ้อนและใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง

เทคโนโลยีการกระจายอัลตราโซนิกผลิตสารแขวนลอยนาโนไดมอนด์ในน้ําอย่างมีประสิทธิภาพโดยมีการกระจายขนาดอนุภาคแคบ
(การศึกษาและกราฟิก: ©Turcheniuk et al., 2016)

โปรโตคอลที่เป็นแบบอย่างสําหรับการกระจายตัวของนาโนไดมอนด์อัลตราโซนิก

การแยกตัวด้วยอัลตราโซนิกช่วยเกลือของนาโนไดมอนด์ในน้ํา:
ส่วนผสมของโซเดียมคลอไรด์ 10 กรัมและผงนาโนไดมอนด์ 0.250 กรัมบดด้วยมือสั้น ๆ โดยใช้ครกพอร์ซเลนและสาก แล้วใส่ลงในขวดแก้ว 20 มล. พร้อมกับน้ํา DI 5 มล. ตัวอย่างที่เตรียมไว้ถูก sonicated โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบเป็นเวลา 100 นาทีที่กําลังขับ 60% และรอบการทํางาน 50% หลังจาก sonication ตัวอย่างจะถูกแบ่งเท่า ๆ กันระหว่างหลอดหมุนเหวี่ยง Falcon พลาสติกขนาด 50 มล. สองหลอดและกระจายในน้ํากลั่นที่มีปริมาตรรวมสูงสุด 100 มล. (2 × 50 มล.) จากนั้นแต่ละตัวอย่างจะถูกหมุนเหวี่ยงโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง Eppendorf 5810-R ที่ 4000 รอบต่อนาทีและ 25°C เป็นเวลา 10 นาที และน้ําชั้นบนใสจะถูกทิ้ง จากนั้นตะกอน ND แบบเปียกจะถูกกระจายอีกครั้งในน้ํากลั่น (ปริมาตรรวม 100 มล.) และหมุนเหวี่ยงครั้งที่สองที่ 12000 รอบต่อนาทีและ 25 °C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง อีกครั้งที่ชั้นเหนือน้ําใสถูกทิ้งและการตกตะกอนนาโนไดมอนด์เปียกถูกกระจายตัวอีกครั้งคราวนี้ในน้ํากลั่น 5 มล. เพื่อกําหนดลักษณะ การทดสอบ AgNO3 มาตรฐานแสดงให้เห็นว่าไม่มี Cl อย่างสมบูรณ์⁻ ในนาโนไดมอนด์ที่ผ่านการแยกด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้เกลือล้างด้วยน้ำกลั่นสองครั้งตามวิธีข้างต้น หลังจากระเหยน้ำออกจากตัวอย่างแล้ว จะเกิดการก่อตัวของนาโนไดมอนด์ที่เป็นของแข็งสีดำ “เศษ” ถูกสังเกตได้ โดยมีปริมาณผลผลิตประมาณ 200 มิลลิกรัม หรือ 80% ของมวลนาโนไดมอนด์เริ่มต้น (ดูภาพด้านล่าง)
(อ้างอิง Turcheniuk et al., 2016)

ตัวอย่างแห้ง od นาโนไดมอนด์ที่กระจายตัวด้วยอัลตราโซนิก
(การศึกษาและกราฟิก: ©Turcheniuk et al., 2016)

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการกระจายตัวของนาโนไดมอนด์

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายอุปกรณ์กัดและกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานหนักเช่นการผลิตสารละลายนาโนไดมอนด์สื่อขัดและนาโนคอมโพสิต เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ถูกนํามาใช้ทั่วโลกสําหรับการกระจายวัสดุนาโนลงในสารแขวนลอยคอลลอยด์ในน้ําโพลีเมอร์เรซินสารเคลือบและวัสดุประสิทธิภาพสูงอื่น ๆ
เครื่องกระจายอัลตราโซนิก Hielscher มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการประมวลผลความหนืดต่ําถึงสูง ขึ้นอยู่กับความเข้มของอัลตราโซนิกสามารถปรับได้อย่างแม่นยําเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของกระบวนการที่ดีที่สุด
ในการประมวลผลความหนืดวัสดุนาโนและความเข้มข้นของแข็งสูงเครื่องกระจายอัลตราโซนิกจะต้องสามารถผลิตแอมพลิจูดสูงได้อย่างต่อเนื่อง Hielscher อัลตราโซนิกส์’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากในการทํางานต่อเนื่องภายใต้ภาระเต็มที่ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ตัวเลือกในการใช้งานเครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่แอมพลิจูดสูงและปรับแอมพลิจูดอย่างแม่นยําเป็นสิ่งจําเป็นในการปรับสภาวะกระบวนการอัลตราโซนิกสําหรับสูตรที่เหมาะสมที่สุดของสารละลายนาโนที่เติมเต็มสูงสารผสมโพลีเมอร์เสริมแรงนาโนและนาโนคอมโพสิต
นอกจากแอมพลิจูดอัลตราโซนิกแล้วความดันยังเป็นอีกหนึ่งพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญมาก ภายใต้แรงกดดันที่สูงขึ้นความเข้มของโพรงอากาศอัลตราโซนิกและแรงเฉือนจะทวีความรุนแรงขึ้น เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถรับแรงดันได้จึงได้ผลการ sonication ที่เข้มข้นขึ้น
การตรวจสอบกระบวนการและการบันทึกข้อมูลมีความสําคัญต่อการกําหนดมาตรฐานกระบวนการและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิแบบเสียบได้ต่อเข้ากับเครื่องกําเนิดอัลตราโซนิกเพื่อตรวจสอบและควบคุมกระบวนการกระจายอัลตราโซนิก พารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดเช่นพลังงานอัลตราโซนิก (สุทธิ + ทั้งหมด) อุณหภูมิความดันและเวลาจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติและจัดเก็บไว้ในการ์ด SD ในตัว ด้วยการเข้าถึงข้อมูลกระบวนการที่บันทึกโดยอัตโนมัติคุณสามารถแก้ไขการเรียกใช้ sonication ก่อนหน้านี้และประเมินผลของกระบวนการได้
คุณสมบัติที่ใช้งานง่ายอีกประการหนึ่งคือการควบคุมระยะไกลของเบราว์เซอร์ของระบบอัลตราโซนิกดิจิตอลของเรา ผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลคุณสามารถเริ่มหยุดปรับและตรวจสอบโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของคุณจากระยะไกลได้จากทุกที่
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของเราสําหรับการกัดและการกระจายตัวของนาโน!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: