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 diğerleri (2014) şu sonuçlara ulaşmıştır “daha yüksek partikül konsantrasyonu, sonikasyondan kaynaklanan nanoakışkanların termal difüzivitesinde daha fazla artış olmuştur. Ayrıca, ölçümden önce nanoakışkanların daha yüksek güçlü prob sonikatör ile sonikasyonu ile daha fazla kararlılık ve termal difüzivite artışı elde edilmiştir.” Termal difüzivite artışı daha küçük boyutlu NP'ler için daha büyük olmuştur. Bunun nedeni, daha küçük partiküllerin daha yüksek etkili yüzey alanı/hacim oranına sahip olmasıdır. Böylece, daha küçük parçacıklar kararlı bir nanoakışkanın oluşmasına yardımcı olmuş ve ultrasonik prob ile sonikasyon termal difüzivite üzerinde önemli bir etkiye neden olmuştur. (Noroozi et al. 2014)

Al2O3-Su Nanoakışkanlarının 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 diğerleri (2021) bilimsel çalışmalarında şunları belirtmektedir “Ultrasonikasyon, nanopartiküllerin baz sıvıda uygun şekilde dağılması ve stabilitesinin yanı sıra gerçek dünya uygulamaları için optimum özellikler için önemli bir işlemdir.” ZnO / su nano sıvıları üretmek için UP200Ht ultrasonikatörünü kullandılar. Sonikasyonun sulu ZnO nanoakışkanın yüzey gerilimi üzerinde belirgin etkileri olmuştur. Araştırmacıların bulguları, yüzey geriliminin, nano film oluşumunun ve herhangi bir nano akışkanın 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’ işlemciler size enerji girişi, ultrasonik yoğunluk, genlik, basınç, sıcaklık ve alıkoyma süresi gibi tüm önemli işleme parametreleri üzerinde tam kontrol sağlar. Böylece, parametreleri optimize edilmiş koşullara göre ayarlayabilirsiniz, bu da daha sonra yüksek kaliteli nano sıvılara 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: