Tek Duvarlı Karbon Nanotüpler (SWNT'ler veya SWCNT'ler) benzersiz özelliklere sahiptir, ancak bunları ifade etmek için bunların ayrı ayrı dağıtılması gerekir. Tek duvarlı karbon nanotüplerin olağanüstü özelliklerinden tam olarak yararlanmak için, tüpler tamamen çözülmelidir. Diğer nanopartiküller gibi SWNT'ler çok yüksek çekim kuvvetleri gösterir, böylece güvenilir bir tıkanıklık ve dağılma için güçlü ve verimli bir teknik gereklidir. Ortak karıştırma teknikleri, SWNT'leri hasar vermeden çözmek için gereken yoğunluğu sağlamazken, yüksek güçlü ultrasonik cihazların SWCNT'leri ayrıştırdığı ve dağıldığı kanıtlanmıştır. Ultrasonik olarak üretilen kavitasyonel kesme kuvvetleri, bağlanma kuvvetlerinin üstesinden gelmek için yeterince güçlüdür, buna karşın ultrason yoğunluğu, SWCNT'lerin zarar görmesini önlemek için doğru bir şekilde ayarlanabilir.

Sorun:

Tek Duvarlı Karbon Nanotüpler (SWCNT'ler), elektriksel özellikleri ile Çok Duvarlı Karbon Nanotüplerden (MWNTs / MWCNTs) farklıdır. SWCNT'lerin bant aralığı sıfırdan 2 eV'ye kadar değişebilir ve elektrik iletkenliği metalik veya yarı iletken davranışa sahiptir. Tek Duvarlı Karbon Nanotüpler son derece kohezif olduğundan, SWCNT'lerin işlenmesindeki başlıca engellerden biri, organik çözücüler veya su içindeki tüplerin doğal çözünmezliğidir. SWCNT'lerin tam potansiyelini kullanmak için, tüplerin basit, güvenilir ve ölçeklenebilir bir deagglomeration işlemi gereklidir. Özellikle, SWCNT'ler ve organik çözücü arasında uygun bir arayüz oluşturmak için CNT yan duvarlarının veya açık uçların işlevselleştirilmesi, sadece SWCNT'lerin kısmi pul pul dökülmesiyle sonuçlanır. Bu nedenle, SWCNT'ler çoğunlukla tek tek deagglomerated halatlar yerine demetler halinde dağıtılmaktadır. Dispersiyon sırasındaki durum çok sertse, SWCNT'ler 80 ila 200 nm arasında kısaltılacaklardır. Pratik uygulamaların çoğu için, yani yarı iletken veya SWCNT'leri güçlendirmek için, bu uzunluk çok küçüktür.

Çözüm:

Ultrasonication yüksek yoğunluklu ultrason ultrasonik dalgaları sıvılarda kavitasyon oluştururken, Karbon Nanotüpler dağıtımı ve deagglomeration çok etkili bir yöntemdir. Sıvı ortamda yayılan ses dalgaları, frekansa bağlı olarak değişen oranlarda, yüksek basınçlı (kompresyon) ve düşük basınçlı (nadir) döngüleri ile sonuçlanır. Düşük basınçlı döngü sırasında, yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalar sıvı içinde küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Baloncuklar artık enerjiyi ememeyeceği bir hacme eriştiğinde, yüksek basınçlı bir döngü sırasında şiddetli bir şekilde çökerler. Bu olguya kavitasyon denir. Patlama sırasında çok yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 5.000K) ve basınçlar (yaklaşık 2.000atm) yerel olarak ulaşılır. Kavitasyon kabarcığının patlaması da 280m / s hıza kadar sıvı jetleri ile sonuçlanır. Bu sıvı jet akımları ultrasonik kavitasyonDolayısıyla karbon nanotüp ve arasındaki bağlanma kuvvetlerinin üstesinden, nano borucuklar aynştınlmış hale gelir. Yumuşak, kontrollü bir ultrasonik işlem, yüksek uzunluğa sahip dağılmış SWCNTs yüzey aktif madde ile stabilize edilmiş süspansiyonlar oluşturmak için uygun bir yöntemdir. SWCNTs kontrollü üretim için, Hielscher en ultrasonik işlemciler ultrasonik parametreler setleri geniş bir yelpazede çalışan sağlar. ses-ötesi genliğin, sıvı basınç ve sıvı bileşim belirli bir malzeme ve işlem sırası değiştirilebilir. Bu gibi ayarlamaların değişken olanaklarını sunmaktadır

• kadar 170 mikronluk sonotrot genlikleri
• kadar 10 bar sıvı basıncı
• 15L / dak (sürece bağlı olarak) ve sıvı akış hızları
• 80 degC sıvı sıcaklıkları (diğer sıcaklıklar)
• 100.000cp kadar malzeme viskozitesi

 

Ayrıca, bir polimer destekli bir saflaştırma yöntemi olarak ultrasonikleştirme etkili olarak yetişen SWCNTs kirleri çıkarmak için izin verir. Saf SWNTs elde etmek zordur, çünkü moleküler düzeyde SWCNTs kimyasal modifikasyonunu çalışma zordur. Olarak yetiştirilen SWCNTs metal parçacıkları ve amorf karbon atomuna kadar yabancı maddeleri içerir. poli monoklorobenzen (MCB) çözeltisi içinde SWCNTs arasında Ultrasonikasyon (metil metakrilat) PMMA takiben filtrasyon SWCNTs saflaştırmak için etkili bir yoldur. Bu polimer destekli bir saflaştırma yöntemi, etkili bir şekilde yetiştirilen SWCNTs katışkıları çıkarmak sağlar. ultrasonikasyon genlik doğru kontrolü önlemek veya SWCNTs zarar sınırı sağlar.

Ultrasonik Ekipmanları

Hielscher yüksek performans sunar ultrasonik işlemciler Her hacminin sonication için. kümelerde ayarlayabilirsiniz 16.000 vat kadar 50 watt arasında ultrason, laboratuarda hem de sanayide, her bir uygulama için uygun ultrasonik bulma izin verir. nanotüpler sofistike dağılımı sağlamak için, sürekli bir sonikasyon önerilir. Hielscher akış hücreleri kullanarak, bu tür polimerler, yüksek viskoziteli eriyikler ve termoplastik olarak yüksek viskoziteli sıvıların içine CNTlerin dağıtmak mümkün hale gelir.

yüksek güçlü ultrason ile dağılma ve nanotüpler değiştirilmesi hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın!