Ultrasonication başarıyla işleme ve bor nitrür nanotüplerin (BNNTs) dağılımı uygulanır. Yüksek yoğunluklu sonication çeşitli çözeltilerde homojen detangling ve dağıtım sağlar ve böylece çözümler ve matrisler içine BNNTs dahil etmek için çok önemli bir işleme tekniğidir.

Bor Nitrür Nanotüplerinin Ultrasonik İşlemesi

Nanosheets ve nanoribbons gibi bor nitrür nanotüplerini (BNNTs) veya bor nitrür nanoyapılarını (BNN'ler) sıvı çözeltilere veya polimerik matrislere dahil etmek için verimli ve güvenilir bir dispersiyon tekniği gereklidir. Ultrasonik dispersiyon, bor nitrür nanotüplerini ve bor nitrür nanoyapılarını yüksek verimlilikle pul pul dökmek, detangle etmek, dağıtmak ve işlevselleştirmek için gerekli enerjiyi sağlar. Yüksek yoğunluklu ultrasonun hassas bir şekilde kontrol edilebilir işleme parametreleri (örneğin enerji, genlik, zaman, sıcaklık ve basınç) işleme koşullarını hedeflenen işlem hedefine göre ayrı ayrı ayarlamanıza izin verir. Bu, ultrasonik yoğunluğun belirli formülasyon (BNNT'lerin kalitesi, çözücü, katı sıvı konsantrasyonu vb.) açısından ayarlanabileceği ve böylece optimum sonuçlar elde edebileceği anlamına gelir.

Ultrasonik BNNT ve BNN işleme uygulamaları, iki boyutlu bor nitrür nanoyapılarının (2D-BNN' ler) homojen dağılımından, mono-katman altıgen bor nitrürün işlevselleştirilmesine ve kimyasal pul pul dökülmesine kadar tüm aralığı kapsar. Aşağıda, ultrasonik dispersiyon, pul pul dökülme ve BNNT'lerin ve BNN'lerin işlevselleştirilmesi ile ilgili ayrıntılara sunuyoruz.

Bor Nitrür Nanotüplerinin Ultrasonik Dağılımı

Bor nitrür nanotüpleri (BNNTs) polimerleri güçlendirmek veya yeni malzemeler sentezlemek için kullanıldığında, matrise düzgün ve güvenilir bir dağılım gerekir. Ultrasonik dağıtıcılar, CNT'ler, metalik nanopartiküller, çekirdek kabuk parçacıkları ve diğer nano parçacık türleri gibi nano malzemeleri ikinci bir aşamaya dağıtmak için yaygın olarak kullanılır.
Ultrasonik dispersiyon başarılı bir şekilde detangle ve etanol, PVP etanol, TX100 etanol yanı sıra çeşitli polimerler (örneğin poliüretan) dahil olmak üzere sulu ve sulu olmayan çözeltilerde BNNTs eşit olarak dağıtmak için uygulanmıştır.
Ultrasonik olarak hazırlanmış bir BNNT dispersiyonunu stabilize etmek için yaygın olarak kullanılan bir yüzey aktif madde% 1 wt sodyum dodecyl sülfat (SDS) çözeltisidir. Örneğin, 5 mg BNNTs ultrasonik olarak 5 mL 1% wt. SDS çözeltisi gibi ultrasonik prob tipi dağıtıcı kullanılarak bir şişede dağıtılmıştır. UP200St (26kHz, 200W).

Ultrason kullanarak BNNTs Sulu Dispersiyon

Güçlü van der Waals etkileşimleri ve hidrofobik yüzeyleri nedeniyle, bor nitrür nanotüpleri su bazlı çözeltilerde zayıf bir şekilde dağılabilir. Bu sorunları çözmek için Jeon ve ark. (2019), sonication altında BNNT'yi işlevselleştirmek için hem hidrofilik gruplara hem de hidrofobik gruplara sahip Pluronic P85 ve F127'yi kullandı.

Sonication kullanarak Bor Nitrür Nanosheets Yüzey Aktif Madde içermeyen eksfoliasyon

Lin ve ark. (2011) altıgen bor nitrürün (h-BN) temiz bir pul pul dökülmesi ve dağılması yöntemini sunmaktadır. Altıgen bor nitrür geleneksel olarak suda çözünmez olarak kabul edilir. Bununla birlikte, suyun ultrasonication kullanarak katmanlı h-BN yapılarını pul pul dökülmek için etkili olduğunu gösterebildiler, yüzey aktif madde veya organik işlevselleştirme kullanmadan h-BN nano sayfalarının "temiz" sulu dağılımlarını oluşturdular. Bu ultrasonik eksfoliasyon işlemi, birkaç katmanlı h-BN nanosheets yanı sıra monolayered nanosheet ve nanoribbon türleri üretti. Nano sayfaların çoğu, sonikasyon destekli hidrolizin (amonyak testi ve spektroskopi sonuçları ile doğrulanan) neden olduğu ana h-BN levhalarının kesilmesine atfedilen azaltılmış yanal boyutlardaydı. Ultrasonik olarak indüklenen hidroliz ayrıca çözücünün polarite etkisine yardımcı olarak h-BN nanosheets eksfoliasyonunu teşvik etti. Bu "temiz" sulu dispersiyonlardaki h-BN nanosheets, fiziksel özelliklerini koruyan çözelti yöntemleriyle iyi işlenebilirlik sergiledi. Sudaki dağınık h-BN nanosheet'ler de ferritin gibi proteinlere karşı güçlü bir yakınlık sergiledi ve nanosheet yüzeylerinin daha fazla biyo-konjugasyon için mevcut olduğunu düşündürdü.

Ultrasonik kavitasyon ve kesme kuvvetleri kullanarak sono-mekanik dispersiyon yöntemi, bütünlüklerini ve içsel özelliklerini korurken BNNT'leri çürütme ve bireysel BNNT'leri stabilize etme yeteneğine sahip olduğu kanıtlanmış tamamen fiziksel bir karıştırma yaklaşımıdır. Uygun ultrasonik enerji (Ws / mL), yani ayarlanmış genlik ve sonikasyon süresi uygulayarak, ultrasonik dispersiyon BNNTS'yi eşit şekilde detangle ve dispersiyon yapabilir. Bor nitrür nanotüplerinin uzunluğu azaltılırsa daha yüksek genlikler ve daha uzun sonikasyon uygulanabilir. Bir sonraki bölümde ultrasonik boyut azaltma ve BNNTs uzunluk kesme hakkında daha fazla bilgi edinin.

Bor Nitrür Nanotüplerinin Ultrasonik Boyut Azaltma ve Kesme

Bor nitrür nanotüplerinin uzunluğu, BNNT'lerin polimerlere ve diğer işlevsel malzemelere işlenmesi söz konusu olduğunda çok önemli bir rol oynar. Bu nedenle, çözücüdeki BNNT'lerin sonication sadece BNNTs ayrı değil, aynı zamanda kontrollü koşullar altında bambu yapılandırılmış BNNTs kısaltabilir önemli bir gerçektir. Kısaltılmış BNNT'lerin kompozit hazırlama sırasında tomurcuklanma şansı çok daha düşüktür. Lee at al. (2012), işlevselleştirilmiş BNNT'lerin uzunluklarının ultrasonication ile >10μm'den ∼500nm'ye verimli bir şekilde kısaltılabileceğini gösterdi. Deneyleri, BNNT'nin çözeltideki etkili ultrasonik dağılımının, BNNT boyut küçültme ve kesme gibi kesimler için gerekli olduğunu göstermektedir.

BNNT İşleme için Yüksek Performanslı Ultrasonicators

Hielscher ultrasonicators akıllı özellikleri güvenilir çalışma, tekrarlanabilir sonuçlar ve kullanıcı dostu garanti etmek için tasarlanmıştır. Operasyonel ayarlara, dijital renkli dokunmatik ekran ve tarayıcı uzaktan kumandası ile erişilebilen sezgisel menü aracılığıyla kolayca erişilebilir ve çevrilebilir. Bu nedenle, net enerji, toplam enerji, genlik, zaman, basınç ve sıcaklık gibi tüm işlem koşulları otomatik olarak yerleşik bir SD karta kaydedilir. Bu, önceki sonikasyon çalıştırmalarını revize etmenizi ve karşılaştırmanızı ve bor nitrür nanotüplerinin ve nanomalzemelerin eksfoliasyon ve dispersiyon sürecini en yüksek verimliliğe optimize etmenizi sağlar.
Hielscher Ultrasonik sistemleri yüksek kaliteli BNNTs üretimi için dünya çapında kullanılmaktadır. Hielscher endüstriyel ultrasonicators kolayca sürekli çalışma yüksek genlikleri çalıştırabilirsiniz (24/7/365). 200μm'ye kadar genlikler, standart sonotrodlar (ultrasonik problar / boynuzlar) ile kolayca sürekli olarak üretilebilir. Daha da yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodes mevcuttur. Sağlamlıkları ve düşük bakımları nedeniyle, ultrasonik pul pul dökülme ve dispersiyon sistemlerimiz genellikle ağır hizmet uygulamaları ve zorlu ortamlarda kurulur.
Hielscher Ultrasonics’ endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sunabilir. 200 μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca çalıştırılabilir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodes mevcuttur.
Hielscher ultrasonik işlemciler bor nitrür nanotüplerin yanı sıra CNTs ve grafen dispersiyon ve pul pul dökülme için zaten ticari ölçekte dünya çapında kuruludur. BNNT üretim sürecinizi tartışmak için hemen bizimle iletişime geçin! Deneyimli personelimiz eksfoliasyon süreci, ultrasonik sistemler ve fiyatlandırma hakkında daha fazla bilgi paylaşmak için mutlu olacaktır!
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: