Nanoakışkanlar Nasıl Yapılır

Nanoakışkan, nanopartiküller içeren bir baz sıvıdan oluşan mühendislik ürünü bir sıvıdır. Nanoakışkanların sentezi için, yüksek derecede homojen dağılım sağlamak için etkili ve güvenilir bir homojenizasyon ve deagglomeration tekniği gereklidir. Ultrasonik dağıtıcılar, mükemmel özelliklere sahip nanoakışkanlar üretmek için üstün teknolojidir. Ultrasonik dispersiyon, verimlilik, hız, basitlik, güvenilirlik ve kullanım kolaylığı ile öne çıkar.

Nanoakışkanlar nedir?

Nanoakışkan, yaygın olarak nanopartiküller olarak adlandırılan nano boyutlu parçacıklar (≺100nm) içeren bir sıvıdır. Nanoakışkanlarda kullanılan nanopartiküller tipik olarak metallerden, oksitlerden, karbürlerden veya karbon nanotüplerden yapılır. Bu nanopartiküller, tasarlanmış bir kolloidal süspansiyon, yani nanoakışkan elde etmek için bir baz sıvıya (örneğin, su, yağ, vb.) dağıtılır. Nanoakışkanlar, baz akışkanın malzeme özelliklerine kıyasla termal iletkenlik, termal yayılım, viskozite ve konvektif ısı transfer katsayıları gibi gelişmiş termo-fiziksel özellikler sergiler.
Nanoakışkanların yaygın bir uygulaması, soğutucu veya soğutucu akışkan olarak kullanılmalarıdır. Konvansiyonel soğutuculara (su, yağ, etilen glikol, polialfaolefin vb.) nano partiküllerin eklenmesiyle, konvansiyonel soğutucuların termal özellikleri iyileştirilir.

• Soğutma / Isı Transfer Sıvıları
• Yağları
• Biyomedikal Uygulama

Ultrasonik Homojenizatör ile Nanoakışkanlar Yapmak

Nanoakışkanların mikro yapısı, en uygun homojenizasyon teknolojisi ve işleme parametrelerinin uygulanmasıyla etkilenebilir ve manipüle edilebilir. Ultrasonik dispersiyon, nanoakışkan hazırlama için oldukça verimli ve güvenilir bir teknik olarak kanıtlanmıştır. Ultrasonik dağıtıcılar, araştırma ve endüstride nanopartikülleri yüksek homojenlik ve dar parçacık boyutu dağılımı ile sentezlemek, öğütmek, dağıtmak ve homojenize etmek için kullanılır. Nanoakışkanların sentezi için proses parametreleri arasında ultrasonik enerji girişi, ultrasonik genlik, sıcaklık, basınç ve asitlik bulunur. Ayrıca, reaktanların ve katkı maddelerinin türleri ve konsantrasyonları ile katkı maddelerinin çözeltiye eklenme sırası önemli faktörlerdir.
Nanoakışkanların özelliklerinin, nanomalzemelerin yapısına ve şekline büyük ölçüde bağlı olduğu iyi bilinmektedir. Bu nedenle, nanoakışkanların kontrol edilebilir mikro yapılarının elde edilmesi, nanoakışkanların işlevselliğine ve kalitesine katkıda bulunan ana faktördür. Genlik, basınç, sıcaklık ve enerji girişi (Ws / mL) gibi optimize edilmiş ultrasonikasyon parametrelerini kullanmak, kararlı, düzgün bir yüksek kaliteli nanoakışkan üretmenin anahtarıdır. Ultrasonikasyon, parçacıkları tek dağılmış nanopartiküllere ayırmak ve dağıtmak için başarıyla uygulanabilir. Daha küçük parçacık boyutuyla, Brown hareketi (Brown hızı) ve parçacık-parçacık etkileşimleri artar ve daha kararlı nanoakışkanlar ile sonuçlanır. Hielscher Ultrasonicators, tüm önemli işleme parametreleri üzerinde hassas kontrol sağlar, yüksek genliklerde (24/7/365) sürekli çalışabilir ve tüm sonikasyon çalışmalarının kolay değerlendirilmesi için otomatik veri protokolü ile birlikte gelir.

Ultrasonik olarak dağılmış nano boyutlu silika

Sonikasyon Nanofluidlerin Geliştirilmiş Kararlılığı

Nanoakışkanlar için, nanopartiküllerin aglomerasyonu sadece mikrokanalların çökelmesi ve tıkanmasına değil, aynı zamanda nanoakışkanların termal iletkenliğinin azalmasına da neden olur. Ultrasonik deagglomeration ve dispersiyon, malzeme bilimi ve endüstrisinde yaygın olarak uygulanmaktadır. Sonikasyon, düzgün bir nanopartikül dağılımı ve büyük stabilite ile kararlı nano dispersiyonlar hazırlamak için kanıtlanmış bir tekniktir. Bu nedenle, Hielscher ultrasonik dağıtıcılar, nanoakışkanların üretimi söz konusu olduğunda tercih edilen teknolojidir.

Araştırmada Ultrasonik Olarak Üretilen Nanoakışkanlar

Araştırmalar, ultrasonikasyon ve ultrasonik parametrelerin nanoakışkanların özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmıştır. Ultrasonik nanoakışkan hazırlama ile ilgili bilimsel bulgular hakkında daha fazla bilgi edinin.

Al2O3 Nanoakışkan Hazırlama Üzerindeki Ultrasonik Etkiler

Noroozi ve ark. (2014), "daha yüksek parçacık konsantrasyonunda, sonikasyondan kaynaklanan nanoakışkanların termal yayılımında daha fazla artış olduğunu buldu. Ayrıca, nanoakışkanların ölçümden önce daha yüksek güçlü prob sonikatörü ile sonikasyona tabi tutulmasıyla daha fazla stabilite ve termal yayılımın arttırılması elde edildi. Termal yayılım artışı, daha küçük boyutlu NP'ler için daha büyüktü. Bunun nedeni, daha küçük parçacıkların daha yüksek etkili yüzey alanı / hacim oranlarına sahip olmasıdır. Bu nedenle, daha küçük parçacıklar kararlı bir nanoakışkan oluşturmaya yardımcı oldu ve ultrasonik bir prob ile sonikasyon, termal yayılım üzerinde önemli bir etkiye neden oldu. (Noroozi ve ark. 2014)

Al2O3-su nano sıvılarının ultrasonik üretimi için adım adım talimat

İlk olarak, Al2O3 nanopartiküllerinin kütlesini dijital bir elektronik terazi ile tartın. Daha sonra Al2O3 nanopartiküllerini yavaş yavaş tartılmış damıtılmış suya koyun ve Al2O3-su karışımını çalkalayın. Damıtılmış suda nanopartiküllerin homojen bir şekilde dağılmasını sağlamak için ultrasonik prob tipi bir cihaz UP400S (400W, 24kHz, soldaki resme bakın) ile karışımı 1 saat boyunca sürekli olarak sonikleştirin. Nanoakışkanlar farklı fraksiyonlarda (% 0.1,% 0.5 ve% 1) hazırlanabilir. Yüzey aktif madde veya pH değişikliğine gerek yoktur. (Isfahani ve ark., 2013)

Ultrasonik Ayarlı Sulu ZnO Nanoakışkanlar

Elçioğlu ve ark. (2021) bilimsel çalışmalarında, "Ultrasonikasyon, nanopartiküllerin baz sıvı ve stabilite içinde uygun şekilde dağılmasının yanı sıra gerçek dünya uygulamaları için optimum özellikler için gerekli bir süreçtir." ZnO / su nanoakışkanları üretmek için ultrasonicator UP200Ht'yi kullandılar. Sonikasyon, sulu ZnO nanoakışkanının yüzey gerilimi üzerinde net etkilere sahipti. Araştırmacıların bulguları, herhangi bir nanoakışkanın yüzey gerilimi, nano-film oluşumu ve diğer ilgili özelliklerinin uygun ultrasonikasyon koşulları altında ayarlanabileceği ve ayarlanabileceği sonucuna varmıştır.

Nanoakışkan Üretimi için Ultrasonik Homojenizatörler

Hielscher Ultrasonics, her türlü homojenizasyon ve deagglomeration uygulamaları için yüksek performanslı ultrasonik dağıtıcılar tasarlar, üretir ve dağıtır. Nanoakışkanların üretimi söz konusu olduğunda, hassas sonikasyon kontrolü ve nanopartikül süspansiyonunun güvenilir bir ultrasonik tedavisi çok önemlidir.
Hielscher Ultrasonics'in işlemcileri, enerji girişi, ultrasonik yoğunluk, genlik, basınç, sıcaklık ve tutma süresi gibi tüm önemli işlem parametreleri üzerinde tam kontrol sağlar. Böylece, parametreleri optimize edilmiş koşullara ayarlayabilirsiniz, bu da daha sonra yüksek kaliteli nanoakışkanlara yol açar.

• Herhangi bir hacim / kapasite için: Hielscher Ultrasonicators ve geniş bir aksesuar portföyü sunar. Bu, uygulamanız ve üretim kapasiteniz için ideal ultrasonik sistemin yapılandırılmasına izin verir. Mililitrelik küçük şişelerden saatte binlerce galonluk yüksek hacimli akışlara kadar, Hielscher işleminiz için uygun ultrasonik çözümü sunar.
• Sağlamlık: Ultrasonik sistemlerimiz sağlam ve güvenilirdir. Tüm Hielscher ultrasonicators 24/7/365 operasyon için üretilmiştir ve çok az bakım gerektirir.
• Kullanıcı dostu: Ultrasonik cihazlarımızın ayrıntılı yazılımı, basit ve güvenilir bir sonikasyon için sonikasyon ayarlarının ön seçimine ve kaydedilmesine izin verir. Sezgisel menüye dijital renkli dokunmatik ekran üzerinden kolayca erişilebilir. Uzaktan tarayıcı kontrolü, herhangi bir internet tarayıcısı üzerinden çalıştırmanıza ve izlemenize olanak tanır. Otomatik veri kaydı, yerleşik bir SD kartta çalıştırılan herhangi bir sonikasyonun işlem parametrelerini kaydeder.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: