อัลตราซาวนด์กำลังสูงสำหรับการปรับสภาพอนุภาค: บันทึกการประยุกต์ใช้งาน

เพื่อให้อนุภาคแสดงคุณลักษณะได้อย่างครบถ้วน ต้องสลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะรวมกันและกระจายอนุภาคอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้พื้นผิวของอนุภาคพร้อมใช้งาน แรงจากอัลตราซาวนด์กำลังสูงเป็นที่รู้จักในฐานะเครื่องมือกระจายและบดที่เชื่อถือได้ ซึ่งลดขนาดอนุภาคลงถึงระดับต่ำกว่าไมครอนและระดับนาโน นอกจากนี้ การใช้อัลตราซาวนด์ยังช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนและปรับสมบัติเชิงหน้าที่ให้แก่อนุภาค เช่น การเคลือบอนุภาคนาโนด้วยชั้นโลหะ

ด้านล่างนี้คืออนุภาคและของเหลวที่คัดเลือกมา พร้อมคำแนะนำที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับวิธีปรับสภาพวัสดุเพื่อบด กระจาย สลายกลุ่มอนุภาค หรือปรับเปลี่ยนอนุภาคโดยใช้เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก

วิธีเตรียมผงและอนุภาคด้วยการใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูง

เรียงตามลำดับตัวอักษรภาษาอังกฤษ:

Aerosil

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เตรียมสารกระจายตัวของอนุภาคซิลิกา Aerosil OX50 ในน้ำ Millipore (pH 6) โดยกระจายผง 5.0 g ในน้ำ 500 mL ด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกความเข้มสูง UP200S (200W; 24kHz) เตรียมสารกระจายตัวของซิลิกาในสารละลายน้ำกลั่น (pH = 6) ภายใต้การฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ด้วย UP200S เป็นเวลา 15 min. จากนั้นกวนอย่างแรงเป็นเวลา 1 h ใช้ HCl เพื่อปรับค่า pH ปริมาณของแข็งในสารกระจายตัวเท่ากับ 0.1% (w/v)
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): การผสมผสานพอลิเมอร์ธรรมชาติและพอลิเมอร์ไวต่ออุณหภูมิในการจับกลุ่มตกตะกอนของสารกระจายตัวซิลิกาละเอียด International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al₂O₃–น้ำ: นาโนฟลูอิด

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
Al₂O₃–น้ำ: สามารถเตรียมนาโนฟลูอิดได้ตามขั้นตอนต่อไปนี้ ขั้นแรก ชั่งมวลของอนุภาคนาโน Al₂O₃ ด้วยเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล จากนั้นค่อย ๆ เติมอนุภาคนาโน Al₂O₃ ลงในน้ำกลั่นที่ชั่งไว้ และกวนส่วนผสม Al₂O₃–น้ำ ใช้อัลตราซาวนด์กับส่วนผสมอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 1h ด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400S (400W, 24kHz) เพื่อให้อนุภาคนาโนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในน้ำกลั่น
สามารถเตรียมนาโนฟลูอิดที่สัดส่วนต่าง ๆ ได้ (0.1%, 0.5% และ 1%) โดยไม่จำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวหรือเปลี่ยนค่า pH
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับการไหลของนาโนฟลูอิดในแบบจำลองระดับจุลภาคที่ใช้เป็นตัวกลางพรุน International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77–84.

การกระจายอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ด้วยอัลตราซาวนด์ทำให้ขนาดอนุภาคลดลงอย่างมีนัยสำคัญและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ

อนุภาคซิลิกาที่เคลือบด้วย Bohemite

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เคลือบอนุภาคซิลิกาด้วยชั้นโบห์ไมต์: เพื่อให้ได้พื้นผิวที่สะอาดอย่างสมบูรณ์โดยปราศจากสารอินทรีย์ ให้ความร้อนแก่อนุภาคที่ 450°C หลังจากบดอนุภาคเพื่อสลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะรวมกันแล้ว เตรียมสารแขวนลอยในน้ำ 6 vol% (≈70 ml) และทำให้เสถียรที่ pH 9 โดยเติมสารละลายแอมโมเนียมสามหยด จากนั้นสลายกลุ่มอนุภาคในสารแขวนลอยด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UP200S ที่แอมพลิจูด 100% (200 W) เป็นเวลา 5 min. หลังจากให้ความร้อนแก่สารละลายจนสูงกว่า 85°C เติม aluminum sec-butoxide 12.5 g รักษาอุณหภูมิไว้ที่ 85–90°C เป็นเวลา 90 min. และกวนสารแขวนลอยด้วยเครื่องกวนแม่เหล็กตลอดกระบวนการ หลังจากนั้น กวนสารแขวนลอยอย่างต่อเนื่องจนเย็นลงต่ำกว่า 40°C แล้วปรับค่า pH เป็น 3 โดยเติมกรดไฮโดรคลอริก ทันทีหลังจากนั้น ใช้อัลตราซาวนด์กับสารแขวนลอยในอ่างน้ำแข็ง ล้างผงโดยเจือจางแล้วปั่นเหวี่ยง หลังจากนำของเหลวส่วนใสออก อบอนุภาคให้แห้งในตู้อบที่ 120°C สุดท้าย ปรับสภาพอนุภาคด้วยความร้อนที่ 300°C เป็นเวลา 3 ชั่วโมง
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Wyss, H. M. (2003): โครงสร้างจุลภาคและพฤติกรรมเชิงกลของเจลอนุภาคเข้มข้น วิทยานิพนธ์ Swiss Federal Institute of Technology 2003. หน้า 71.

การสังเคราะห์นาโนคอมโพสิต Cadmium(II)-thioacetamide

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
สังเคราะห์นาโนคอมโพสิต Cadmium(II)-thioacetamide ทั้งในสภาวะที่มีและไม่มีพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ด้วยวิธีโซโนเคมี สำหรับการสังเคราะห์ด้วยโซโนเคมี (การสังเคราะห์ด้วยอัลตราซาวนด์) ละลาย 0.532 g ของ cadmium (II) acetate dihydrate (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0.148 g ของ thioacetamide (TAA, CH3CSNH2) และ 0.664 g ของ potassium iodide (KI) ในน้ำปราศจากไอออนที่กลั่นสองครั้งปริมาตร 20mL ใช้อัลตราซาวนด์กับสารละลายนี้ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบกำลังสูง UP400S (24 kHz, 400W) ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 h ระหว่างการใช้อัลตราซาวนด์กับส่วนผสมของปฏิกิริยา อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 70–80degC ซึ่งวัดด้วยเทอร์โมคัปเปิลชนิดเหล็ก–constantin หลังจากหนึ่งชั่วโมง เกิดตะกอนสีเหลืองสด แยกตะกอนโดยปั่นเหวี่ยง (4,000 rpm, 15 min) ล้างด้วยน้ำที่กลั่นสองครั้ง จากนั้นล้างด้วยเอทานอลบริสุทธิ์ปราศจากน้ำเพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่ตกค้าง และสุดท้ายทำให้แห้งในอากาศ (ผลได้: 0.915 g, 68%) จุดสลายตัว 200°C ในการเตรียมนาโนคอมโพสิตพอลิเมอร์ ละลายพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ 1.992 g ในน้ำปราศจากไอออนที่กลั่นสองครั้งปริมาตร 20 mL แล้วเติมลงในสารละลายข้างต้น ฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ให้ส่วนผสมนี้ด้วย UP400S เป็นเวลา 1 h จนเกิดผลิตภัณฑ์สีส้มสด
ผลจาก SEM แสดงให้เห็นว่าเมื่อมี PVA ขนาดอนุภาคลดลงจากประมาณ 38 nm เป็น 25 nm จากนั้น เราสังเคราะห์อนุภาคนาโน CdS ที่มีโครงสร้างผลึกแบบเฮกซะโกนัลและสัณฐานวิทยาแบบทรงกลมจากการสลายตัวด้วยความร้อนของนาโนคอมโพสิตพอลิเมอร์ โดยใช้ cadmium(II)-thioacetamide/PVA เป็นสารตั้งต้น วัดขนาดอนุภาคนาโน CdS ด้วยทั้ง XRD และ SEM และผลที่ได้สอดคล้องกันเป็นอย่างดีมาก
Ranjbar และคณะ (2013) ยังพบว่านาโนคอมโพสิตพอลิเมอร์ Cd(II) เป็นสารตั้งต้นที่เหมาะสมสำหรับการเตรียมอนุภาคนาโนแคดเมียมซัลไฟด์ที่มีสัณฐานวิทยาน่าสนใจ ผลทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าการสังเคราะห์ด้วยอัลตราซาวนด์สามารถนำมาใช้ได้สำเร็จในฐานะวิธีที่เรียบง่าย มีประสิทธิภาพ ต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีศักยภาพอย่างมากสำหรับการสังเคราะห์วัสดุระดับนาโน โดยไม่จำเป็นต้องใช้สภาวะพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูง ระยะเวลาปฏิกิริยายาวนาน และความดันสูง
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): การสังเคราะห์และการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของนาโนคอมโพสิต Cadmium-Thioacetamide Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203–212.

CaCO₃

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การเคลือบด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับ CaCO₃ ที่ตกตะกอนในระดับนาโน (NPCC) ด้วยกรดสเตียริก ดำเนินการเพื่อปรับปรุงการกระจายตัวในพอลิเมอร์และลดการเกาะรวมกลุ่ม ใช้ 2g ของ CaCO₃ ที่ตกตะกอนในระดับนาโน (NPCC) ซึ่งยังไม่เคลือบ มาผ่านการใช้อัลตราซาวนด์ด้วย UP400S ในเอทานอล 30ml ละลายกรดสเตียริก 9 wt% ในเอทานอล จากนั้นผสมเอทานอลที่มีกรด staeric กับสารแขวนลอยที่ผ่านการใช้อัลตราซาวนด์
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S พร้อมโซโนโทรดเส้นผ่านศูนย์กลาง 22mm (H22D) และโฟลว์เซลล์ที่มีแจ็กเก็ตหล่อเย็น
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): ผลของอัลตราซาวนด์ในการเคลือบ CaCO3 ที่ตกตะกอนในระดับนาโนด้วยกรดสเตียริก Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807–813.

ผลึกนาโนเซลลูโลส

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ผลึกนาโนเซลลูโลส (CNC) ที่เตรียมจากเซลลูโลสยูคาลิปตัส CNCs: ปรับเปลี่ยนผลึกนาโนเซลลูโลสที่เตรียมจากเซลลูโลสยูคาลิปตัสด้วยปฏิกิริยากับ methyl adipoyl chloride เพื่อให้ได้ CNCm หรือกับส่วนผสมของกรดแอซีติกและกรดซัลฟิวริกเพื่อให้ได้ CNCa จากนั้นนำ CNCs, CNCm และ CNCa ที่ทำแห้งแบบเยือกแข็งมากระจายตัวอีกครั้งในตัวทำละลายบริสุทธิ์ (EA, THF หรือ DMF) ที่ 0.1 wt% โดยกวนด้วยเครื่องกวนแม่เหล็กตลอดคืนที่ 24 ± 1 degC แล้วใช้อัลตราซาวนด์เป็นเวลา 20 min. ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP100H โดยใช้อัลตราซาวนด์ที่ความเข้ม 130 W/cm² ที่ 24 ± 1 degC หลังจากนั้น เติม CAB ลงในสารกระจายตัว CNC เพื่อให้ความเข้มข้นสุดท้ายของพอลิเมอร์เท่ากับ 0.9 wt%
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP100H
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): ความสัมพันธ์ระหว่างเสถียรภาพเชิงคอลลอยด์ของผลึกนาโนเซลลูโลสกับความสามารถในการกระจายตัวในเมทริกซ์เซลลูโลสแอซีเตตบิวทิเรต Cellulose 20/3, 2013. 1329–1342.

ไซเลนที่เติมสารเจือซีเรียมไนเตรต

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ใช้แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนรีดเย็น (6.5cm 6.5cm 0.3cm; ทำความสะอาดด้วยสารเคมีและขัดด้วยวิธีเชิงกล) เป็นวัสดุฐานโลหะ ก่อนเคลือบ ทำความสะอาดแผ่นด้วยอะซีโตนโดยใช้อัลตราซาวนด์ จากนั้นทำความสะอาดด้วยสารละลายด่าง (สารละลาย NaOH 0.3molL 1) ที่ 60°C เป็นเวลา 10 min. สำหรับใช้เป็นสารรองพื้น ก่อนปรับสภาพวัสดุฐาน เจือจางสูตรทั่วไปที่มี γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) 50 ส่วน ด้วยเมทานอลประมาณ 950 ส่วน ที่ pH 4.5 (ปรับด้วยกรดแอซีติก) และปล่อยให้ไซเลนเกิดไฮโดรลิซิส ขั้นตอนเตรียมไซเลนที่เติมสารเจือด้วยสารสีซีเรียมไนเตรตเหมือนกัน ยกเว้นการเติมซีเรียมไนเตรต 1, 2, 3 wt% ลงในสารละลายเมทานอลก่อนเติม (γ-GPS) จากนั้นผสมสารละลายด้วยเครื่องกวนแบบใบพัดที่ 1600 rpm เป็นเวลา 30 min. ที่อุณหภูมิห้อง แล้วใช้อัลตราซาวนด์กับสารกระจายตัวที่มีซีเรียมไนเตรตเป็นเวลา 30 min ที่ 40°C โดยใช้อ่างหล่อเย็นภายนอก ดำเนินกระบวนการอัลตราซาวนด์ด้วยเครื่องอัลตราโซนิก UIP1000hd (1000W, 20 kHz) โดยมีกำลังอัลตราซาวนด์ขาเข้าประมาณ 1 W/mL ปรับสภาพวัสดุฐานโดยล้างแต่ละแผ่นด้วยสารละลายไซเลนที่เหมาะสมเป็นเวลา 100 sec. หลังปรับสภาพ ปล่อยให้แผ่นแห้งที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 h จากนั้นเคลือบแผ่นที่ปรับสภาพแล้วด้วยอีพ็อกซีสองส่วนที่บ่มด้วยเอมีน (Epon 828, shell Co.) เพื่อให้ได้ความหนาฟิล์มเปียก 90μm ปล่อยให้แผ่นเคลือบอีพ็อกซีบ่มเป็นเวลา 1h ที่ 115°C หลังจากสารเคลือบอีพ็อกซีบ่มแล้ว ความหนาฟิล์มแห้งอยู่ที่ประมาณ 60μm
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP1000hd
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): ผลทางเคมีไฟฟ้าของการปรับสภาพเบื้องต้นด้วยไซเลนที่มีซีเรียมไนเตรตต่อสมบัติการหลุดล่อนแบบแคโทดิกของเหล็กกล้าเคลือบอีพ็อกซี Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

ดินเหนียว: การกระจายตัว/การแยกส่วน

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การแยกส่วนตามขนาดอนุภาค: เพื่อแยกอนุภาคขนาด < 1 μm ออกจากอนุภาคขนาด 1–2 μm ได้แยกอนุภาคขนาดดินเหนียว (< 2 μm) ในสนามอัลตราซาวนด์ แล้วใช้ความเร็วในการตกตะกอนที่แตกต่างกันในขั้นตอนถัดไป
แยกอนุภาคขนาดดินเหนียว (< 2 μm) ด้วยอัลตราซาวนด์โดยให้พลังงาน 300 J mL^-1 (1 min.) ด้วยเครื่องสลายอนุภาคอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP200S (200W, 24kHz) ที่ติดตั้งโซโนโทรดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 mm รุ่น S7 หลังฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ ปั่นเหวี่ยงตัวอย่างที่ 110 x g (1000 rpm) เป็นเวลา 3 min. จากนั้นนำเฟสที่ตกตะกอน (ส่วนที่เหลือจากการแยกส่วน) ไปใช้ในการแยกส่วนตามความหนาแน่นเพื่อแยกส่วนที่มีความหนาแน่นต่ำ และย้ายเฟสลอยที่ได้ (ส่วนขนาด < 2 μm) ไปยังหลอดปั่นเหวี่ยงอีกหลอดหนึ่ง แล้วปั่นเหวี่ยงที่ 440 x g (2000 rpm) เป็นเวลา 10 min. เพื่อแยกส่วนขนาด < 1 μm (ของเหลวส่วนใส) ออกจากส่วนขนาด 1–2 μm (ตะกอน) ย้ายของเหลวส่วนใสที่มีส่วนขนาด < 1 μm ไปยังหลอดปั่นเหวี่ยงอีกหลอดหนึ่ง และหลังเติม 1 mL ของ MgSO₄ ปั่นเหวี่ยงที่ 1410 x g (4000 rpm) เป็นเวลา 10 min เพื่อรินน้ำที่เหลือออก
เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ตัวอย่างร้อนเกินไป จึงทำขั้นตอนนี้ซ้ำ 15 ครั้ง
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S พร้อม S7 หรือ UP200St พร้อม S26d7
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Jakubowska, J. (2007): ผลของชนิดน้ำชลประทานต่อส่วนต่าง ๆ ของอินทรียวัตถุในดิน (SOM) และปฏิสัมพันธ์กับสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำ วิทยานิพนธ์ Martin-Luther University Halle-Wittenberg 2007.

ดินเหนียว: การลอกชั้นดินเหนียวอนินทรีย์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ลอกชั้นดินเหนียวอนินทรีย์เพื่อเตรียมนาโนคอมโพสิตที่มีพูลลูแลนเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับสารกระจายตัวที่ใช้เคลือบ โดยละลายพูลลูแลนในปริมาณคงที่ (4 wt% บนฐานเปียก) ในน้ำที่ 25degC เป็นเวลา 1 h พร้อมกวนเบา ๆ (500 rpm) ในเวลาเดียวกัน กระจายผงดินเหนียวปริมาณในช่วง 0.2 ถึง 3.0 wt% ในน้ำพร้อมกวนอย่างแรง (1000 rpm) เป็นเวลา 15 นาที ใช้อัลตราซาวนด์กับสารกระจายตัวที่ได้ด้วย UP400S (กำลัง_{สูงสุด} = 400 W; ความถี่ = 24 kHz) ซึ่งเป็นอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่ติดตั้งโซโนโทรดไทเทเนียม H14 เส้นผ่านศูนย์กลางปลาย 14 mm แอมพลิจูด_{สูงสุด} = 125 μm; ความเข้มที่พื้นผิว = 105 Wcm^-2) ภายใต้สภาวะต่อไปนี้: รอบการทำงาน 0.5 และแอมพลิจูด 50% ระยะเวลาการปรับสภาพด้วยอัลตราซาวนด์แตกต่างกันตามการออกแบบการทดลอง จากนั้นผสมสารละลายพูลลูแลนอินทรีย์กับสารกระจายตัวอนินทรีย์ โดยกวนเบา ๆ (500 rpm) ต่ออีก 90 นาที หลังผสม ความเข้มข้นขององค์ประกอบทั้งสองสอดคล้องกับอัตราส่วนอนินทรีย์/อินทรีย์ (I/O) ในช่วง 0.05 ถึง 0.75 ประเมินการกระจายขนาดของดินเหนียว Na⁺-MMT ในสารกระจายตัวในน้ำก่อนและหลังการปรับสภาพด้วยอัลตราซาวนด์ โดยใช้เครื่องวิเคราะห์อนุภาคนาโน IKO-Sizer CC-1
สำหรับปริมาณดินเหนียวที่คงที่ พบว่าระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดคือ 15 นาที ขณะที่การใช้อัลตราซาวนด์นานขึ้นทำให้ค่า P’O₂ เพิ่มขึ้น (เนื่องจากการเกาะรวมตัวใหม่) และค่านี้ลดลงอีกครั้งเมื่อใช้ระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์สูงสุด (45 min) โดยสันนิษฐานว่าเกิดจากการแตกเป็นชิ้นของทั้งอนุภาคแผ่นและกลุ่มชั้นดินเหนียว
ตามการจัดชุดการทดลองในวิทยานิพนธ์ของ Introzzi คำนวณพลังงานเอาต์พุตต่อหน่วยได้ 725 Ws mL^-1 สำหรับการปรับสภาพ 15 นาที ขณะที่การขยายระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์เป็น 45 นาทีทำให้การใช้พลังงานต่อหน่วยเท่ากับ 2060 Ws mL^-1 ซึ่งจะช่วยให้ประหยัดพลังงานได้ค่อนข้างมากตลอดกระบวนการทั้งหมด และท้ายที่สุดจะสะท้อนในต้นทุนการผลิตต่อปริมาณงานที่ผ่านกระบวนการ
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S พร้อมโซโนโทรด H14
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Introzzi, L. (2012): การพัฒนาสารเคลือบพอลิเมอร์ชีวภาพสมรรถนะสูงสำหรับการประยุกต์ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร วิทยานิพนธ์ University of Milano 2012.

หมึกนำไฟฟ้า

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เตรียมหมึกนำไฟฟ้าโดยกระจายอนุภาค Cu+C และ Cu+CNT พร้อมสารช่วยกระจายตัวในตัวทำละลายผสม (สิ่งพิมพ์ IV) สารช่วยกระจายตัวเป็นสารที่มีมวลโมเลกุลสูงสามชนิด ได้แก่ DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 และ DISPERBYK-2012 ซึ่ง BYK Chemie GmbH ผลิตสำหรับสารกระจายตัวของเม็ดสีคาร์บอนแบล็กชนิดน้ำ ใช้น้ำปราศจากไอออน (DIW) เป็นตัวทำละลายหลัก ใช้ ethylene glycol monomethyl ether (EGME) (Sigma-Aldrich), ethylene glycol monobuthyl ether (EGBE) (Merck) และ n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen) เป็นตัวทำละลายร่วม
ใช้อัลตราซาวนด์กับสารแขวนลอยผสมเป็นเวลา 10 นาทีในอ่างน้ำแข็งด้วย UP400S ซึ่งเป็นเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก จากนั้นปล่อยให้สารแขวนลอยตกตะกอนเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง แล้วรินของเหลวออก ก่อนการเคลือบแบบหมุนเหวี่ยงหรือการพิมพ์ ใช้อัลตราซาวนด์กับสารแขวนลอยในอ่างอัลตราโซนิกเป็นเวลา 10 min.
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Forsman, J. (2013): การผลิตอนุภาคนาโน Co, Ni และ Cu ด้วยการรีดิวซ์โดยไฮโดรเจน วิทยานิพนธ์ VTT Finland 2013.

การใช้อัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพสูงในการลดขนาดอนุภาคและกระจายเม็ดสีในหมึกอิงค์เจ็ต

คอปเปอร์ phathlocyanine

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การสลายตัวของเมทัลโลฟทาโลไซยานีน
คอปเปอร์ phathlocyanine (CuPc) ถูกนำมาผ่านการใช้อัลตราซาวนด์ร่วมกับน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ที่อุณหภูมิแวดล้อมและความดันบรรยากาศ โดยมีสารออกซิไดซ์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และใช้เครื่องอัลตราโซนิกกำลัง 500W UIP500hd พร้อมห้องแบบไหลผ่าน ความเข้มของการใช้อัลตราซาวนด์: 37–59 W/cm², ส่วนผสมตัวอย่าง: ตัวอย่าง 5 mL (100 mg/L), น้ำ D/D 50 พร้อม choloform และ pyridine ที่แอมพลิจูดอัลตราซาวนด์ 60% อุณหภูมิปฏิกิริยา: 20°C ที่ความดันบรรยากาศ
อัตราการทำลายสูงถึง 95% ภายในการใช้อัลตราซาวนด์ 50 min.
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP500hd

Dibutyrylchitin (DBCH)

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
โมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ที่มีสายยาวสามารถแตกได้ด้วยอัลตราซาวนด์ การลดมวลโมลาร์โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยให้หลีกเลี่ยงปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่ต้องการหรือการแยกผลพลอยได้ได้ เชื่อกันว่าการเสื่อมสลายด้วยอัลตราซาวนด์แตกต่างจากการสลายตัวด้วยสารเคมีหรือความร้อน โดยเป็นกระบวนการที่ไม่สุ่ม และการตัดสายเกิดขึ้นโดยประมาณที่กึ่งกลางโมเลกุล ด้วยเหตุนี้ โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีขนาดมากกว่าจึงเสื่อมสลายเร็วกว่า
ดำเนินการทดลองโดยใช้เครื่องกำเนิดอัลตราซาวนด์ UP200S ที่ติดตั้งโซโนโทรด S2 ตั้งค่ากำลังอัลตราซาวนด์ขาเข้าที่ 150 W ใช้สารละลาย dibutyrylchitin ใน dimethylacetamide โดย dibutyrylchitin มีความเข้มข้น 0.3 g/100 cm3 และสารละลายมีปริมาตร 25 cm3 จุ่มโซโนโทรด (โพรบ/ฮอร์นอัลตราโซนิก) ลงในสารละลายพอลิเมอร์ลึก 30 mm จากระดับพื้นผิว วางสารละลายในอ่างน้ำที่ควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 25°C ฉายคลื่นให้สารละลายแต่ละตัวอย่างตามช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หลังครบเวลา เจือจางสารละลาย 3 เท่า แล้ววิเคราะห์ด้วยโครมาโทกราฟีแบบแยกตามขนาด
ผลที่นำเสนอแสดงให้เห็นว่า dibutyrylchitin ไม่ถูกทำลายด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง แต่เกิดการเสื่อมสลายของพอลิเมอร์ ซึ่งเข้าใจว่าเป็นปฏิกิริยาโซโนเคมีที่ควบคุมได้ ดังนั้น อาจใช้อัลตราซาวนด์เพื่อลดมวลโมลาร์เฉลี่ยของ dibutyrylchitin และอาจใช้เพื่อลดอัตราส่วนระหว่างมวลโมลาร์เฉลี่ยโดยน้ำหนักกับมวลโมลาร์เฉลี่ยโดยจำนวนได้เช่นกัน การเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้รุนแรงขึ้นเมื่อเพิ่มกำลังอัลตราซาวนด์และระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์ นอกจากนี้ มวลโมลาร์เริ่มต้นยังมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อระดับการเสื่อมสลายของ DBCH ภายใต้สภาวะการใช้อัลตราซาวนด์ที่ศึกษา: ยิ่งมวลโมลาร์เริ่มต้นสูง ระดับการเสื่อมสลายยิ่งมาก
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): การเสื่อมสลายของ Dibuyrylchitin ด้วยอัลตราซาวนด์ Polish Chitin Society, Monograph XI, 2006. 123–128.

ผง Ferrocine

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
วิธีโซโนเคมีสำหรับเตรียม SWNCNTs: เติมผงซิลิกา (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2–5 mm) ลงในสารละลาย ferrocene 0.01 mol% ใน p-xylene จากนั้นใช้อัลตราซาวนด์ด้วย UP200S ที่ติดตั้งโพรบปลายไทเทเนียม (โซโนโทรด S14) ใช้อัลตราซาวนด์เป็นเวลา 20 min. ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ การสังเคราะห์โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยให้ผลิต SWCNTs ที่มีความบริสุทธิ์สูงบนพื้นผิวของผงซิลิกาได้
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S พร้อมโพรบอัลตราโซนิก S14
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Srinivasan C.(2005): วิธี SOUND สำหรับการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวภายใต้สภาวะแวดล้อม Current Science 88/ 1, 2005. 12–13.

เถ้าลอย/เมตาคาโอลิไนต์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การทดสอบการชะละลาย: เติมสารละลายชะละลาย 100mL ลงในตัวอย่างของแข็ง 50g ความเข้มของการใช้อัลตราซาวนด์: สูงสุด 85 W/cm² ด้วย UP200S ในอ่างน้ำที่ 20°C
จีโอพอลิเมอไรเซชัน: ผสมสลาร์รีด้วย UP200S ซึ่งเป็นเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับจีโอพอลิเมอไรเซชัน ความเข้มของการใช้อัลตราซาวนด์สูงสุดเท่ากับ 85 W/cm² เพื่อระบายความร้อน จึงใช้อัลตราซาวนด์ในอ่างน้ำผสมน้ำแข็ง
การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงสำหรับจีโอพอลิเมอไรเซชันทำให้กำลังรับแรงอัดของจีโอพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเพิ่มขึ้น และความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มการใช้อัลตราซาวนด์จนถึงระยะเวลาหนึ่ง การใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการละลายของเมตาคาโอลิไนต์และเถ้าลอยในสารละลายด่าง เนื่องจากมี Al และ Si ปลดปล่อยเข้าสู่เฟสเจลเพื่อเกิดพอลิคอนเดนเซชันมากขึ้น
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): จีโอพอลิเมอไรเซชันที่เสริมด้วยอัลตราซาวนด์ Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571–580

กราฟีน

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
สามารถผลิตแผ่นกราฟีนบริสุทธิ์ในปริมาณมากได้ ดังที่แสดงในงานของ Stengl และคณะ (2011) ระหว่างการผลิตนาโนคอมโพสิต TiO₂ –กราฟีนที่ไม่เป็นไปตามอัตราส่วนสโตอิชิโอเมตรี ด้วยไฮโดรลิซิสทางความร้อนของสารแขวนลอยที่มีแผ่นนาโนกราฟีนและสารเชิงซ้อนไททาเนียเปอร์ออกโซ ผลิตแผ่นนาโนกราฟีนบริสุทธิ์จากแกรไฟต์ธรรมชาติภายใต้การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก 1000W UIP1000hd ในห้องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ความดันสูงที่ 5 barg แผ่นกราฟีนที่ได้มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะตัว นักวิจัยอ้างว่าคุณภาพของกราฟีนที่เตรียมด้วยอัลตราซาวนด์สูงกว่ากราฟีนที่ได้จากวิธี Hummer มาก ซึ่งวิธีดังกล่าวทำให้แกรไฟต์ลอกชั้นและถูกออกซิไดซ์ เนื่องจากสามารถควบคุมสภาวะทางกายภาพในเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกได้อย่างแม่นยำ และภายใต้สมมติฐานว่าความเข้มข้นของกราฟีนที่ใช้เป็นสารเจือจะเปลี่ยนแปลงในช่วง 1 – 0.001% จึงสามารถผลิตกราฟีนในระบบต่อเนื่องในระดับเชิงพาณิชย์ได้
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP1000hd
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): นาโนคอมโพสิต TiO2–กราฟีนในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงสมรรถนะสูง ใน: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. หน้า 25209–25218.
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตและเตรียมกราฟีนด้วยอัลตราซาวนด์!

กราฟีนออกไซด์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เตรียมชั้นกราฟีนออกไซด์ (GO) ด้วยวิธีต่อไปนี้: เติมผงกราฟีนออกไซด์ 25mg ลงในน้ำปราศจากไอออน 200 ml เมื่อกวน ได้สารแขวนลอยสีน้ำตาลที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ใช้อัลตราซาวนด์กับสารแขวนลอยที่ได้ (30 min, 1.3 × 105J) และหลังทำให้แห้ง (ที่ 373 K) ได้กราฟีนออกไซด์ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยอัลตราซาวนด์ การวิเคราะห์ด้วยสเปกโทรสโกปี FTIR แสดงให้เห็นว่าการปรับสภาพด้วยอัลตราซาวนด์ไม่ได้เปลี่ยนหมู่ฟังก์ชันของกราฟีนออกไซด์
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): ผลของการปรับสภาพด้วยความร้อนและอัลตราซาวนด์ต่อการเกิดแผ่นนาโนกราฟีนออกไซด์ Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. หน้า 1097–1102.
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการลอกชั้นและเตรียมกราฟีนด้วยอัลตราซาวนด์!

อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ที่มีสายยื่นคล้ายขนจากการเสื่อมสลายของ Poly(vinyl alcohol)

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ขั้นตอนเดียวที่เรียบง่าย ซึ่งอาศัยการเสื่อมสลายด้วยโซโนเคมีของพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ในสารละลายน้ำเมื่อมีมอนอเมอร์ที่ไม่ชอบน้ำ ทำให้ได้อนุภาคพอลิเมอร์ที่มีสายยื่นคล้ายขนและมีหมู่ฟังก์ชันในเฟสของเหลวที่ปราศจากสารตกค้าง ดำเนินพอลิเมอไรเซชันทั้งหมดในเครื่องปฏิกรณ์แก้วผนังสองชั้นขนาด 250 mL ที่ติดตั้งแผ่นกั้น เซนเซอร์อุณหภูมิ แท่งกวนแม่เหล็ก และเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก Hielscher US200S (200 W, 24 kHz) ที่ติดตั้งโซโนโทรดไทเทเนียม S14 (เส้นผ่านศูนย์กลาง = 14 mm, ความยาว = 100 mm)
เตรียมสารละลาย poly(vinyl alcohol) (PVOH) โดยละลาย PVOH ในปริมาณที่วัดอย่างแม่นยำในน้ำตลอดคืนที่ 50°C พร้อมกวนอย่างแรง ก่อนพอลิเมอไรเซชัน ใส่สารละลาย PVOH ลงในเครื่องปฏิกรณ์และปรับอุณหภูมิให้เป็นอุณหภูมิปฏิกิริยาที่ต้องการ ไล่ก๊าซออกจากสารละลาย PVOH และมอนอเมอร์แยกกันด้วยอาร์กอนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง เติมมอนอเมอร์ในปริมาณที่ต้องการลงในสารละลาย PVOH ทีละหยดพร้อมกวนอย่างแรง จากนั้นหยุดการเป่าอาร์กอนผ่านของเหลว และเริ่มใช้อัลตราซาวนด์ด้วย UP200S ที่แอมพลิจูด 80% ควรระบุว่าการใช้อาร์กอนมีวัตถุประสงค์สองประการ: (1) กำจัดออกซิเจน และ (2) จำเป็นต่อการสร้างคาวิเทชันด้วยอัลตราซาวนด์ ดังนั้น โดยหลักการแล้ว การไหลของอาร์กอนอย่างต่อเนื่องจะเป็นประโยชน์ต่อพอลิเมอไรเซชัน แต่เกิดฟองมากเกินไป ขั้นตอนที่เราใช้ในที่นี้หลีกเลี่ยงปัญหานี้และเพียงพอสำหรับพอลิเมอไรเซชันที่มีประสิทธิภาพ เก็บตัวอย่างเป็นระยะเพื่อติดตามอัตราการเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ด้วยการวิเคราะห์เชิงน้ำหนัก การกระจายมวลโมเลกุล และ/หรือการกระจายขนาดอนุภาค
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
US200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): วิธีโซโนเคมีขั้นตอนเดียวที่เรียบง่ายเพื่อผลิตอนุภาคนาโนพอลิเมอร์ที่มีสายยื่นคล้ายขนและมีหมู่ฟังก์ชัน Soft Matter, 6, 2010. 2392–2395.

HiPco-SWCNTs

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การกระจาย HiPco-SWCNTs ด้วย UP400S: ในขวดไวแอล 5 mL ทำให้ HiPcoTM SWCNTs ที่ถูกออกซิไดซ์ 0.5 mg (คาร์บอน 0.04 mmol) แขวนลอยในน้ำปราศจากไอออน 2 mL ด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก UP400S เพื่อให้ได้สารแขวนลอยสีดำ (SWCNTs 0.25 mg/mL) เติมสารละลาย PDDA 1.4 μL (20 wt./%, มวลโมเลกุล = 100,000–200,000) ลงในสารแขวนลอยนี้ และผสมด้วยเครื่องวอร์เท็กซ์เป็นเวลา 2 นาที หลังใช้อัลตราซาวนด์เพิ่มเติมในอ่างน้ำเป็นเวลา 5 นาที ปั่นเหวี่ยงสารแขวนลอยท่อนาโนที่ 5000g เป็นเวลา 10 นาที นำของเหลวส่วนใสไปตรวจวัดด้วย AFM แล้วเติมหมู่ฟังก์ชันด้วย siRNA
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Jung, A. (2007): วัสดุเชิงฟังก์ชันที่มีท่อนาโนคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก วิทยานิพนธ์ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

ไบโอเซรามิกไฮดรอกซีอะพาไทต์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
สำหรับการสังเคราะห์ nano-HAP ใส่สารละลาย 40 mL ของ 0.32M Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O ลงในบีกเกอร์ขนาดเล็ก จากนั้นปรับ pH ของสารละลายเป็น 9.0 ด้วยแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ประมาณ 2.5 mL แล้วใช้อัลตราซาวนด์กับสารละลายด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก UP50H (50 W, 30 kHz) ที่ติดตั้งโซโนโทรด MS7 (ฮอร์นเส้นผ่านศูนย์กลาง 7mm) โดยตั้งค่าแอมพลิจูดสูงสุดที่ 100% เป็นเวลา 1 ชั่วโมง เมื่อสิ้นสุดชั่วโมงแรก ค่อย ๆ เติมสารละลาย 60 mL ของ 0.19M [KH₂PO₄] ลงในสารละลายแรกทีละหยดอย่างช้า ๆ ขณะฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ในชั่วโมงที่สอง ระหว่างการผสม ตรวจสอบและรักษาค่า pH ไว้ที่ 9 ขณะที่รักษาอัตราส่วน Ca/P ไว้ที่ 1.67 จากนั้นกรองสารละลายโดยใช้การปั่นเหวี่ยง (~2000 g) แล้วแบ่งตะกอนสีขาวที่ได้ออกเป็นตัวอย่างจำนวนหนึ่งสำหรับการปรับสภาพด้วยความร้อน จัดทำตัวอย่างสองชุด ชุดแรกประกอบด้วยตัวอย่างสิบสองตัวอย่างสำหรับการปรับสภาพด้วยความร้อนในเตาแบบท่อ และชุดที่สองประกอบด้วยตัวอย่างห้าตัวอย่างสำหรับการปรับสภาพด้วยไมโครเวฟ
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP50H
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): อิทธิพลของความร้อนและอัลตราซาวนด์ต่อการเกิดไบโอเซรามิกไฮดรอกซีอะพาไทต์ระดับนาโนเมตร International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2083–2095.

แคลเซียมไฮดรอกซีอะพาไทต์ที่ลดขนาดและกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์

WS₂ อนุภาคนาโนอนินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายฟุลเลอรีน

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การใช้อัลตราซาวนด์ระหว่างการสะสมด้วยไฟฟ้าของ WS₂ ซึ่งเป็นอนุภาคนาโนอนินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายฟุลเลอรีน (IF) ในเมทริกซ์นิกเกิล ทำให้ได้สารเคลือบที่สม่ำเสมอและแน่นขึ้น นอกจากนี้ การใช้อัลตราซาวนด์มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร้อยละโดยน้ำหนักของอนุภาคที่รวมอยู่ในชั้นโลหะที่สะสม ดังนั้น ร้อยละโดยน้ำหนัก (wt.%) ของอนุภาค IF-WS₂ ในเมทริกซ์นิกเกิลจึงเพิ่มจาก 4.5 wt.% (ในฟิล์มที่เกิดขึ้นภายใต้การกวนเชิงกลเท่านั้น) เป็นประมาณ 7 wt.% (ในฟิล์มที่เตรียมภายใต้การใช้อัลตราซาวนด์ที่ความเข้ม 30 W cm^-2 )
สารเคลือบนาโนคอมโพสิต Ni/IF-WS₂ ถูกสะสมด้วยวิธีอิเล็กโทรลิติกจากอ่างชุบนิกเกิลแบบ Watts มาตรฐานที่เติมอนุภาคนาโน IF-WS₂ เกรดอุตสาหกรรม (ฟุลเลอรีนอนินทรีย์–WS₂) ลงไป
สำหรับการทดลอง เติม IF-WS₂ ลงในอิเล็กโทรไลต์นิกเกิลแบบ Watts และกวนสารแขวนลอยอย่างเข้มข้นด้วยเครื่องกวนแม่เหล็ก (300 rpm) เป็นเวลาอย่างน้อย 24 h ที่อุณหภูมิห้อง ก่อนการทดลองสะสมร่วม ทันทีก่อนกระบวนการสะสมด้วยไฟฟ้า ปรับสภาพสารแขวนลอยเบื้องต้นด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเวลา 10 min. เพื่อหลีกเลี่ยงการเกาะรวมกลุ่ม สำหรับการฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ ใช้ UP200S ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบที่มีโซโนโทรด S14 (เส้นผ่านศูนย์กลางปลาย 14 mm) โดยปรับแอมพลิจูดที่ 55%
ใช้เซลล์แก้วทรงกระบอกปริมาตร 200 mL สำหรับการทดลองสะสมร่วม สะสมสารเคลือบบนแคโทดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำเชิงพาณิชย์แบบแบน (เกรด St37) พื้นที่ 3cm² แอโนดเป็นแผ่นฟอยล์นิกเกิลบริสุทธิ์ (3cm²) วางไว้ด้านข้างภาชนะโดยหันหน้าตรงกับแคโทด ระยะห่างระหว่างแอโนดและแคโทดเท่ากับ 4cm ขจัดคราบไขมันจากวัสดุฐาน ล้างด้วยน้ำกลั่นเย็น กระตุ้นผิวในสารละลาย HCl 15% (1 min.) และล้างด้วยน้ำกลั่นอีกครั้ง ดำเนินการสะสมร่วมด้วยไฟฟ้าที่ความหนาแน่นกระแสคงที่ 5.0 A dm^-2 เป็นเวลา 1 h โดยใช้แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350) เพื่อรักษาความเข้มข้นของอนุภาคให้สม่ำเสมอในสารละลายส่วนรวม ใช้วิธีกวนสองวิธีระหว่างกระบวนการสะสมด้วยไฟฟ้า ได้แก่ การกวนเชิงกลด้วยเครื่องกวนแม่เหล็ก (ω = 300 rpm) ที่อยู่ก้นเซลล์ และการใช้อัลตราซาวนด์ด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP200S จุ่มโพรบอัลตราโซนิก (โซโนโทรด) ลงในสารละลายโดยตรงจากด้านบน และจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงานกับขั้วไฟฟ้าเสริมในลักษณะที่ไม่มีการบัง ปรับความเข้มของอัลตราซาวนด์ที่ส่งไปยังระบบเคมีไฟฟ้าโดยควบคุมแอมพลิจูดอัลตราซาวนด์ ในการศึกษานี้ ปรับแอมพลิจูดการสั่นเป็น 25, 55 และ 75% ในโหมดต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มอัลตราซาวนด์ 20, 30 และ 40 W cm^-2 ตามลำดับ วัดด้วยเครื่องประมวลผลที่เชื่อมต่อกับเครื่องวัดกำลังอัลตราซาวนด์ (Hielscher Ultrasonics) รักษาอุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ไว้ที่ 55◦C ด้วยเทอร์โมสแตต วัดอุณหภูมิก่อนและหลังการทดลองแต่ละครั้ง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากพลังงานอัลตราซาวนด์ไม่เกิน 2–4◦C หลังอิเล็กโทรลิซิส ทำความสะอาดตัวอย่างด้วยอัลตราซาวนด์ในเอทานอลเป็นเวลา 1 min. เพื่อขจัดอนุภาคที่ดูดซับบนพื้นผิวอย่างหลวม ๆ
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S พร้อมฮอร์นอัลตราโซนิก/โซโนโทรด S14
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): การสะสมร่วมของอนุภาคนาโน WS2 อนินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายฟุลเลอรีนในเมทริกซ์นิกเกิลที่สะสมด้วยไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของการกวนด้วยอัลตราซาวนด์ Electrochimica Acta 114, 2013. 859–867.

การสังเคราะห์ลาเท็กซ์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การเตรียมลาเท็กซ์ P(St-BA)
สังเคราะห์อนุภาคลาเท็กซ์ P(St-BA) poly(styrene-r-butyl acrylate) P(St-BA) ด้วยพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันเมื่อมีสารลดแรงตึงผิว DBSA ขั้นแรก ละลาย DBSA 1 g ในน้ำ 100 mL ในขวดสามคอ และปรับ pH ของสารละลายเป็น 2.0 เทมอนอเมอร์ผสม St 2.80 g และ BA 8.40 g พร้อมสารริเริ่ม AIBN (0.168 g) ลงในสารละลาย DBSA เตรียมอิมัลชัน O/W โดยกวนด้วยเครื่องกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 1 h แล้วใช้อัลตราซาวนด์ด้วย UIP1000hd ที่ติดตั้งฮอร์นอัลตราโซนิก (โพรบ/โซโนโทรด) ต่ออีก 30 min ในอ่างน้ำแข็ง สุดท้าย ดำเนินพอลิเมอไรเซชันที่ 90degC ในอ่างน้ำมันเป็นเวลา 2 h ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP1000hd
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
การผลิตฟิล์มนำไฟฟ้าที่ยืดหยุ่นจาก poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(styrenesulfonic acid) (PEDOT:PSS) บนวัสดุฐานผ้าไม่ทอ Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143–148.
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์ลาเท็กซ์ด้วยอัลตราซาวนด์!

การกำจัดตะกั่ว (การชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์)

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การชะละลายตะกั่วจากดินปนเปื้อนด้วยอัลตราซาวนด์:
ดำเนินการทดลองชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิก UP400S พร้อมโพรบอัลตราโซนิกไทเทเนียม (เส้นผ่านศูนย์กลาง 14mm) ซึ่งทำงานที่ความถี่ 20kHz สอบเทียบโพรบอัลตราโซนิก (โซโนโทรด) ด้วยวิธีแคลอริเมตรี โดยตั้งค่าความเข้มอัลตราซาวนด์ไว้ที่ 51 ± 0.4 W cm^-2 สำหรับการทดลองชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์ทั้งหมด ควบคุมอุณหภูมิการทดลองชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้เซลล์แก้วก้นแบนที่มีแจ็กเก็ตที่ 25 ± 1°C ใช้สามระบบเป็นสารละลายชะละลายดิน (0.1L) ภายใต้การใช้อัลตราซาวนด์ ได้แก่ สารละลายกรดแอซีติก 6 mL ที่ความเข้มข้น 0.3 mol L^-2 (pH 3.24), สารละลายกรดไนตริก 3% (v/v) (pH 0.17) และบัฟเฟอร์กรดแอซีติก/แอซีเตต (pH 4.79) ที่เตรียมโดยผสมกรดแอซีติก 60mL 0f ที่ความเข้มข้น 0.3 mol L^-1 กับ NaOH 19 mL ที่ความเข้มข้น 0.5 mol L^-1 หลังขั้นตอนการชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์ กรองตัวอย่างด้วยกระดาษกรองเพื่อแยกสารละลายที่ได้จากการชะละลายออกจากดิน จากนั้นสะสมตะกั่วด้วยไฟฟ้าจากสารละลายที่ได้จากการชะละลาย และย่อยดินหลังการใช้อัลตราซาวนด์
อัลตราซาวนด์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการเพิ่มการชะละลายตะกั่วจากดินปนเปื้อน อัลตราซาวนด์ยังเป็นวิธีที่มีประสิทธิผลในการกำจัดตะกั่วที่ชะละลายได้ออกจากดินเกือบทั้งหมด ส่งผลให้ดินมีอันตรายน้อยลงมาก
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S พร้อมโซโนโทรด H14
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): การชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์ร่วมกับการบำบัดทางเคมีไฟฟ้าเพื่อกำจัดตะกั่วจากดิน Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195–199.

การเตรียมสารแขวนลอยอนุภาคนาโน

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ใช้ผง nTiO2 ที่ไม่เคลือบ (5nm จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM)) และ nZnO ที่ไม่เคลือบ (20nm จาก TEM) รวมทั้ง nTiO2 ที่เคลือบพอลิเมอร์ (3–4nm จาก TEM) และ nZnO ที่เคลือบพอลิเมอร์ (3–9nm จาก TEM) เพื่อเตรียมสารแขวนลอยอนุภาคนาโน รูปผลึกของอนุภาคนาโนเป็นแอนาเทสสำหรับ nTiO2 และเป็นอสัณฐานสำหรับ nZnO
ชั่งผงอนุภาคนาโน 0.1 g ลงในบีกเกอร์ 250mL ที่มีน้ำปราศจากไอออน (DI) ไม่กี่หยด จากนั้นผสมอนุภาคนาโนด้วยช้อนตักสารสเตนเลส และเติมน้ำ DI ลงในบีกเกอร์จนถึง 200 mL กวน แล้วใช้อัลตราซาวนด์เป็นเวลา 60 sec. ที่แอมพลิจูด 90% ด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกของ Hielscher UP200S เพื่อให้ได้สารแขวนลอยตั้งต้น 0.5 g/L เก็บสารแขวนลอยตั้งต้นทั้งหมดไว้ที่ 4°C เป็นเวลาสูงสุดสองวัน
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S หรือ UP200St
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Petosa, A. R. (2013): การเคลื่อนย้าย การสะสม และการรวมตัวของอนุภาคนาโนโลหะออกไซด์ในตัวกลางพรุนแบบเม็ดที่อิ่มตัว: บทบาทของเคมีน้ำ พื้นผิวตัวเก็บสะสม และสารเคลือบอนุภาค วิทยานิพนธ์ McGill University Montreal, Quebec, Canada 2013. 111–153.
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายอนุภาคนาโนด้วยอัลตราซาวนด์!

การตกตะกอนอนุภาคนาโนแมกนีไทต์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
อนุภาคนาโนแมกนีไทต์ (Fe₃O₄) ผลิตโดยการตกตะกอนร่วมของสารละลายน้ำที่มี iron(III)chloride hexahydrate และ iron(II)sulfate heptahydrate โดยมีอัตราส่วนโมลาร์ Fe3+/Fe2+ = 2:1 ทำให้สารละลายเหล็กตกตะกอนด้วยแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นและโซเดียมไฮดรอกไซด์ตามลำดับ ดำเนินปฏิกิริยาตกตะกอนภายใต้การฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ โดยป้อนสารตั้งต้นผ่านบริเวณคาวิเทชันในห้องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบไหลผ่าน เพื่อหลีกเลี่ยงความไล่ระดับของ pH ต้องสูบสารทำให้ตกตะกอนในปริมาณเกินพอ วัดการกระจายขนาดอนุภาคของแมกนีไทต์ด้วยโฟตอนคอร์รีเลชันสเปกโทรสโกปี การผสมที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ลดขนาดอนุภาคเฉลี่ยจาก 12–14 nm ลงเหลือประมาณ 5–6 nm
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP1000hd พร้อมเครื่องปฏิกรณ์โฟลว์เซลล์
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): การตกตะกอนอย่างต่อเนื่องในเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบไหลผ่าน โดยใช้เหล็ก-(II,III) ออกไซด์เป็นตัวอย่าง ICVT, TU-Clausthal. โปสเตอร์ที่นำเสนอในการประชุมประจำปี GVC 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): พารามิเตอร์การทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ตกตะกอนด้วยโซโนเคมีแบบต่อเนื่อง Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.–27. เมษายน 2006.
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตกตะกอนด้วยอัลตราซาวนด์!

ผงนิกเกิล

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การเตรียมสารแขวนลอยของผง Ni ด้วยพอลิอิเล็กโทรไลต์ที่ pH เป็นเบส (เพื่อป้องกันการละลายและส่งเสริมการเกิดสปีชีส์ที่มี NiO มากบนพื้นผิว) โดยใช้พอลิอิเล็กโทรไลต์ที่มีอะคริลิกเป็นองค์ประกอบหลักและ tetramethylammonium hydroxide (TMAH)
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Mayoral, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): การผลิตสารเคลือบตัวนำยิ่งยวดบนกระเบื้องเซรามิกโครงสร้าง Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041–3044.

PbS – การสังเคราะห์อนุภาคนาโนตะกั่วซัลไฟด์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ที่อุณหภูมิห้อง เติม lead acetate (Pb(CH3COO)2.3H2O) 0.151 g และ TAA (CH3CSNH2) 0.03 g ลงในของเหลวไอออนิก 5mL ชนิด [EMIM] [EtSO4] และน้ำที่กลั่นสองครั้งปริมาตร 15mL ในบีกเกอร์ 50mL ซึ่งฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ด้วย UP200S เป็นเวลา 7 min. จุ่มปลายโพรบอัลตราโซนิก/โซโนโทรด S1 ลงในสารละลายปฏิกิริยาโดยตรง ปั่นเหวี่ยงสารแขวนลอยสีน้ำตาลเข้มที่เกิดขึ้นเพื่อแยกตะกอน และล้างสองครั้งด้วยน้ำที่กลั่นสองครั้งและเอทานอลตามลำดับ เพื่อขจัดสารทำปฏิกิริยาที่ยังไม่ทำปฏิกิริยา เพื่อศึกษาผลของอัลตราซาวนด์ต่อสมบัติของผลิตภัณฑ์ เตรียมตัวอย่างเปรียบเทียบอีกหนึ่งตัวอย่างโดยคงพารามิเตอร์ปฏิกิริยาไว้เหมือนเดิม ยกเว้นเตรียมผลิตภัณฑ์โดยกวนต่อเนื่องเป็นเวลา 24 h โดยไม่ใช้การฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ช่วย
มีการเสนอการสังเคราะห์โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยในของเหลวไอออนิกที่มีน้ำเป็นตัวกลางที่อุณหภูมิห้องสำหรับการเตรียมอนุภาคนาโน PbS วิธีสีเขียวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและดำเนินการที่อุณหภูมิห้องนี้รวดเร็วและไม่ใช้แม่แบบ จึงลดเวลาการสังเคราะห์ได้อย่างมากและหลีกเลี่ยงขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ซับซ้อน นาโนคลัสเตอร์ที่เตรียมได้แสดงการเลื่อนไปทางสีน้ำเงินอย่างมากถึง 3.86 eV ซึ่งอาจเป็นผลจากขนาดอนุภาคที่เล็กมากและผลการกักขังเชิงควอนตัม
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): การเตรียมและการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของอนุภาคนาโน PbS อย่างง่ายที่อุณหภูมิห้องในของเหลวไอออนิกที่มีน้ำเป็นตัวกลาง [EMIM][EtSO4] โดยใช้การฉายคลื่นอัลตราซาวนด์ Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53–56.

ท่อนาโนที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
จากนั้นทำให้ท่อนาโนที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์แขวนลอยใน 1,2-dichloroethane (DCE) โดยใช้อัลตราซาวนด์ด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิกกำลังสูง UP400S, 400W, 24 kHz) ในโหมดพัลส์ (รอบการทำงาน) เพื่อให้ได้สารแขวนลอยสีดำ จากนั้นกำจัดมัดท่อนาโนที่เกาะรวมกลุ่มด้วยขั้นตอนการปั่นเหวี่ยงเป็นเวลา 5 นาทีที่ 5000 rpm
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Witte, P. (2008): ฟุลเลอรีนแอมฟิฟิลิกสำหรับการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ วิทยานิพนธ์ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

คอมโพสิต SAN/CNTs

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เพื่อกระจาย CNTs ในเมทริกซ์ SAN ใช้ Hielscher UIS250V พร้อมโซโนโทรดสำหรับการใช้อัลตราซาวนด์ชนิดโพรบ ขั้นแรก กระจาย CNTs ในน้ำกลั่น 50mL ด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเวลาประมาณ 30 min. เติม SDS ที่สัดส่วน ~1% ของสารละลายเพื่อให้สารละลายเสถียร หลังจากนั้น นำสารกระจายตัว CNTs ในน้ำที่ได้มารวมกับสารแขวนลอยพอลิเมอร์ แล้วผสมเป็นเวลา 30 min. ด้วยเครื่องกวนเชิงกล Heidolph RZR 2051 จากนั้นใช้อัลตราซาวนด์ซ้ำเป็นเวลา 30 min. สำหรับการวิเคราะห์ หล่อสารกระจายตัว SAN ที่มีความเข้มข้น CNTs ต่างกันลงในแม่พิมพ์ Teflon และทำให้แห้งที่อุณหภูมิแวดล้อมเป็นเวลา 3–4 วัน
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIS250v
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): นาโนคอมโพสิตสไตรีน–อะคริเลต/ท่อนาโนคาร์บอน: สมบัติเชิงกล ทางความร้อน และทางไฟฟ้า ใน: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 61/ 3, 2012. 172–177.

ผงนาโนซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
สลายกลุ่มอนุภาคและกระจายผงนาโนซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ในสารละลายสีที่ใช้ tetra-hydrofurane เป็นตัวทำละลายด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก Hielscher UP200S กำลังสูง ซึ่งทำงานที่ความหนาแน่นกำลังอะคูสติก 80 W/cm². เริ่มสลายกลุ่มอนุภาค SiC ในตัวทำละลายบริสุทธิ์ที่มีสารซักฟอกบางส่วน แล้วจึงเติมสีเป็นส่วน ๆ กระบวนการทั้งหมดใช้เวลา 30 นาทีและ 60 นาที สำหรับตัวอย่างที่เตรียมเพื่อการเคลือบแบบจุ่มและการพิมพ์ซิลค์สกรีนตามลำดับ ระบายความร้อนของส่วนผสมอย่างเพียงพอระหว่างการใช้อัลตราซาวนด์เพื่อหลีกเลี่ยงการเดือดของตัวทำละลาย หลังใช้อัลตราซาวนด์ ระเหย tetrahydrofurane ด้วยเครื่องระเหยแบบหมุน และเติมสารทำให้แข็งลงในส่วนผสมเพื่อให้ได้ความหนืดที่เหมาะสมสำหรับการพิมพ์ ความเข้มข้น SiC ในคอมโพสิตที่ได้เท่ากับ 3% wt สำหรับตัวอย่างที่เตรียมเพื่อการเคลือบแบบจุ่ม สำหรับการพิมพ์ซิลค์สกรีน เตรียมตัวอย่างสองชุด โดยมี SiC 1 – 3% wt สำหรับการทดสอบการสึกหรอและแรงเสียดทานเบื้องต้น และ 1.6 – 2.4% wt สำหรับการปรับคอมโพสิตอย่างละเอียดตามผลการทดสอบการสึกหรอและแรงเสียดทาน
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP200S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): อุปกรณ์ปรับความตึงเส้นด้ายยืดหยุ่นที่มีลวดลายนาโนคอมโพสิตต้านการสึกหรอแบบไม่ต่อเนื่อง Fibres & Textiles in Eastern Europe 17/ 1, 2009. 91–96.

SWNT ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
การสังเคราะห์ด้วยโซโนเคมี: SWNT 10 mg และสารละลาย 2%MCB 30ml SWNT 10 mg และสารละลาย 2%MCB 30ml, UP400S ความเข้มของการใช้อัลตราซาวนด์: 300 W/cm2, ระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์: 5h
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): วิธีง่าย ๆ ในการทำให้ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวทำปฏิกิริยาเคมีกับวัสดุอินทรีย์โดยใช้อัลตราซาวนด์ Nano Letters 1/ 7, 2001. 361–363.

SWCNTs ที่เติมหมู่ไทออล

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
ทำให้ SWCNTs ที่เติมหมู่ไทออล 25 mg (คาร์บอน 2.1 mmol) แขวนลอยในน้ำปราศจากไอออน 50 mL ด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก 400W (UP400S) จากนั้นเติมสารแขวนลอยลงในสารละลาย Au(NP) ที่เตรียมใหม่ และกวนส่วนผสมเป็นเวลา 1h แยก Au(NP)-SWCNTs ด้วยการกรองระดับไมโคร (เซลลูโลสไนเตรต) และล้างให้ทั่วด้วยน้ำปราศจากไอออน ของเหลวที่ผ่านการกรองมีสีแดง เนื่องจาก Au(NP) ขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย ≈ 13 nm) สามารถผ่านเยื่อกรองได้อย่างมีประสิทธิผล (ขนาดรูพรุน 0.2μm)
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UP400S
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Jung, A. (2007): วัสดุเชิงฟังก์ชันที่มีท่อนาโนคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก วิทยานิพนธ์ Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ /เพอร์ไลต์คอมโพสิต

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์:
เตรียมวัสดุคอมโพสิต TiO2/เพอร์ไลต์ ขั้นแรก ละลาย titanium isopropoxide (TIPO) 5 mL, Aldrich 97%, ในเอทานอล 40 mL, Carlo Erba, และกวนเป็นเวลา 30 min. จากนั้นเติมเพอร์ไลต์ 5 g และกวนสารกระจายตัวเป็นเวลา 60 min. ทำให้ส่วนผสมเป็นเนื้อเดียวกันเพิ่มเติมด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดปลายโพรบ UIP1000hd ใช้พลังงานขาเข้ารวม 1 Wh สำหรับระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์ 2 min. สุดท้าย เจือจางสลาร์รีด้วยเอทานอลให้ได้สารแขวนลอย 100 mL และเรียกของเหลวที่ได้ว่าสารละลายตั้งต้น (PS) สารละลาย PS ที่เตรียมได้พร้อมนำไปผ่านระบบไพโรลิซิสแบบพ่นเปลวไฟ
อุปกรณ์ที่แนะนำ:
UIP1000hd
เอกสารอ้างอิง/บทความวิจัย:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou,T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): การสังเคราะห์คอมโพสิต TiO2/เพอร์ไลต์ในขั้นตอนเดียวด้วยไพโรลิซิสแบบพ่นเปลวไฟและพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง International Journal of Photoenergy 2013.

อัลตราซาวนด์กำลังสูงที่ถ่ายเทพลังงานเข้าสู่ของเหลวก่อให้เกิดคาวิเทชันอย่างรุนแรง ผลของคาวิเทชันที่รุนแรงยิ่งทำให้เกิดสลาร์รีผงละเอียดที่มีอนุภาคขนาดต่ำกว่าไมครอนและระดับนาโน นอกจากนี้ พื้นที่ผิวของอนุภาคยังถูกกระตุ้น แรงกระแทกจากไมโครเจ็ตและคลื่นกระแทก รวมถึงการชนกันระหว่างอนุภาค มีผลอย่างมากต่อองค์ประกอบทางเคมีและสัณฐานวิทยาทางกายภาพของของแข็ง ซึ่งสามารถเพิ่มความไวต่อปฏิกิริยาเคมีของทั้งพอลิเมอร์อินทรีย์และของแข็งอนินทรีย์ได้อย่างมาก

“สภาวะสุดขั้วภายในฟองที่กำลังยุบตัวทำให้เกิดสปีชีส์ที่มีความไวต่อปฏิกิริยาสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้หลายวัตถุประสงค์ เช่น การริเริ่มพอลิเมอไรเซชันโดยไม่เติมสารริเริ่ม อีกตัวอย่างหนึ่งคือ การสลายตัวด้วยโซโนเคมีของสารตั้งต้นออร์กาโนเมทัลลิกที่ระเหยได้ในตัวทำละลายที่มีจุดเดือดสูง ทำให้เกิดวัสดุโครงสร้างนาโนในรูปแบบต่าง ๆ ที่มีความว่องไวในการเร่งปฏิกิริยาสูง โลหะ โลหะผสม คาร์ไบด์และซัลไฟด์ที่มีโครงสร้างนาโน คอลลอยด์ระดับนาโนเมตร และตัวเร่งปฏิกิริยาบนตัวรองรับที่มีโครงสร้างนาโน ล้วนสามารถเตรียมได้ด้วยวิธีทั่วไปนี้”

[Suslick/ Price 1999: 323]

วรรณกรรม/เอกสารอ้างอิง

• Suslick, K. S.; Price, G. J. (1999): การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ในเคมีวัสดุ Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295–326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): CrPS4 ที่ลอกชั้นแล้วและมีการนำไฟฟ้าด้วยแสงที่มีศักยภาพ. Small เล่ม 16, ฉบับ 1. January 9, 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): การแตกเป็นชิ้นของผลึกโมเลกุลด้วยอัลตราซาวนด์. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): อิทธิพลของความร้อนและอัลตราซาวนด์ต่อการเกิดไบโอเซรามิกไฮดรอกซีอะพาไทต์ระดับนาโนเมตร. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.