Hielscher Ultrason Teknolojisi

Nanodiamonds Ultrasonik sentezi

  • Nedeniyle yoğun kavitasyonel kuvvete, güç ultrason grafit micron- ve nano ölçekli elmas üretmek için umut verici bir tekniktir.
  • Mikro ve nano-kristalin elmas atmosfer basıncında ve oda sıcaklığında bir organik sıvı içinde grafit süspansiyonu sonike sentezlenebilir.
  • ultrasonikasyon, topaklarını kıran dağılır ve nano parçacıkların çok etkili functionalizes olarak ultrasonik da sentezlenmiş nano elmas sonrası işlem için yararlı bir araçtır.

Nanodiamond Tedavisinde Ultrason

Nanodiamonds (aynı zamanda patlama elmas (DND) ya da ultradispersed elmas (UDD)) kendine özgü özellikleri ile ayırt karbon nano özel bir formu vardır - örneğin onun kafes yapısı, büyük yüzeyYanı benzersiz olarak optik ve manyetik özellikleri - ve olağanüstü uygulamalar. ultradispersed parçacıkların özellikleri bu malzemeler olağanüstü fonksiyonlara sahip yeni malzemelerin oluşturulması için yenilikçi bileşikler yaparız. İsli elmas parçacıklarının boyutu 5nm hakkındadır.

Nanodiamonds Ultrasonik sentezi

örneğin sonikasyon veya patlama gibi yoğun kuvvetler altında, grafit elmas haline transforme edilebilir.

Ultrasonik Sentezlenen Nanodiamonds

elmas sentezi bilimsel ve ticari çıkarlar konusunda önemli bir araştırma alanıdır. Mikro kristal ve nano-kristalin, elmas parçacıkları sentezi için yaygın olarak kullanılan işlem yüksek basınç, yüksek sıcaklık (HPHT) tekniğidir. Bu yöntem ile, gerekli işlem on atmosfer binlerce basınç ila 2000 daha sıcaklıklar endüstriyel elmas dünya çapında tedarik ana parçası üretmek üzere oluşturulur. Genel yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklarda elmas haline grafit transformasyonu için gerekli olan ve katalizörler, elmas verimini arttırmak için kullanılırlar.
transformasyon için gerekli olan bu şartlar kullanılarak çok verimli şekilde üretilebilir Yüksek Güç Ultrason (Düşük frekanslı, yüksek yoğunluklu ultrason =):

ultrasonik kavitasyon

sıvılarda Ultrason lokal olarak çok aşırı etkilere neden olur. yüksek yoğunluklarda sıvıları sonike zaman, sıvı ortam içine yayılması ses dalgaları frekansa bağlı oranları, yüksek basınç (sıkıştırma) ve alçak basınç (seyrelme) döngülerde sonuçlanır. Düşük basınç döngüsü sırasında, yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları sıvı içinde küçük bir vakum kabarcığı ya da boşluk oluşturur. kabarcıklar artık enerjiyi absorbe edildiği bir hacme ulaşmak zaman, onlar yüksek basınçlı döngüsü sırasında şiddetle daraltmak. Bu olgu denir kavitasyon. Patlamaya çok yüksek sıcaklıklar (yaklaşık. 5,000K) ve baskılara sırasında (yaklaşık. 2,000atm) lokal olarak ulaşılır. Kavitasyon kabarcığın bölünmesi ayrıca kadar 280m / s hız sıvı jetleri ile sonuçlanır. (1998 Suslick) Açıktır mikro olduğunu ve Nano-kristalin elmas ultrasonik alanında sentezlenebilir kavitasyon.

Bilgi talebi





Nanodiamonds Sentezi için ultrasonik Prosedürü

Fiilen, Khachatryan ve ark. (2008) elmas mikro atmosferik basınçta ve oda sıcaklığında, organik bir sıvı içinde grafit süspansiyonu ultrasonikasyon ile sentezlenebilir göstermektedir. kavitasyon sıvısında olarak, aromatik oligomerlerin bir formül, düşük doymuş buhar basıncı ve yüksek kaynama sıcaklığı nedeniyle seçilmiş edilmiştir. Bu sıvı olarak, özel olarak saf grafit tozu – 100-200 um aralığında partiküllerle - askıya alındı. ., Kavitasyon akışkan yoğunluğu 1.1 g cm 6 edilmiştir: Kachatryan diğerleri deneylerde, bir katı-sıvı ağırlık oranı 1-3 25 ° C'de ilave edildi. sonoreactor maksimum ultrasonik yoğunluğu 75-80W cm olmuştur-2 15-16 barlık bir ses basınç amplitüdü karşılık gelir.
Yaklaşık% 10 grafit-to-elmas dönüşüm elde edilmiştir. elmas neredeyse edildi mono- dağılmış küp ile bir 6 aralığında çok keskin, iyi tasarlanmış bir boyut veya 9 um ± 0,5 um ile, kristal morfolojisi ve yüksek saflık.

Ultrasonik sentezlenen elmaslar (SEM görüntüleri): Yüksek güç ultrason nanodiamonds uyarılması için gereken enerjiyi sağlar' sentez edilmesi

ultrasonik sentezlenen elmas SEM resimleri: (a) ve (b) numune serisi 1, (c) ve (d) bir numunesi, serisi 2. [Haçatryan ve ark göstermektedir. 2008]

Bu, maliyetler mikro- ve bu yöntem ile üretilen nanodiamonds arasında olduğu tahmin edilmektedir rekabetçi yüksek basınç, yüksek sıcaklık (HPHT) işlemi ile. Bu nanodiamonds üretim süreci daha ileri araştırmalar ile optimize edilebilir, özellikle de ultrason mikro ve nanodiamonds sentezi için yenilikçi bir alternatif (Haçatryan ve ark. 2008) sağlar. Birçok parametreler, genlik, basınç, sıcaklık, kavitasyon sıvı ve konsantrasyon ultrasonik nanodiamond sentezi arasında mükemmel bir bilgiye ulaşmak da test edilmelidir.
nanodiamonds sentezlenmesinde, elde edilen sonuçlara göre, bundan başka ultrasonik oluşturulan kavitasyon kübik bor nitrür, karbon nitrür vb gibi diğer önemli bileşiklerin sentezi için potansiyel sunmaktadır (Haçatryan ve ark. 2008)
Bundan başka, ultrasonik ışıma altında çok duvarlı karbon nanotuplerle (MWCNTler) elmas nanotelleri ve nanorods oluşturmak mümkün olduğu görülmektedir. Elmas nanotellerdir toplu elmas tek boyutlu analoglarıdır. Nedeniyle yüksek bir esneme modülü, kuvvet-ağırlık oranı ve yüzeyleri fonksiyonalize edilebilir göreli kolaylığı için, elmas nanomekanik tasarımlar için uygun bir malzeme olduğu bulunmuştur. (Sun ve ark., 2004)

Nanodiamonds Ultrasonik Dispersing

Daha önce açıklandığı üzere, deaglomerasyon ve ortamda da parçacık boyutu dağılımı nanodiamonds benzersiz özellikleri başarıyla kullanılması için durumu vardır.
dağılım ve Dağılmanın ultrasonikasyon ile ultrasonik bir sonucudur kavitasyon. yüksek basınç ve alçak basınç döngülerde sıvı sonucu içine yaymak ses dalgaları ultrason sıvıların tutulması durumunda. Bu bireysel partikülleri arasındaki çekme kuvvetleri üzerinde mekanik gerilimi uygular. sıvılarda Ultrasonik kavitasyon kadar 1000km / saat (yaklaşık. 600mph) yüksek hızlı sıvı jetleri neden olur. Bu jetler parçacıkları arasındaki yüksek basınçta sıvı basın ve birbirlerinden ayırın. Daha küçük parçacıklar, sıvı jetleri ile hızlandırılmış ve yüksek hızlarda çarpışır edilir. Bu, ultrason dağılması için değil, aynı zamanda için etkili bir araç sağlar değirmencilik mikron boyut ve mikron altı boyutlu parçacıkların.
Örneğin, nanodiamonds (ortalama yaklaşık 4nM boyutu) ve polistiren özel bileşik elde etmek için sikloheksan içinde dağıtılabilir. çalışmalarında, Chipara ve ark. (2010) 0 ve% 25 ağırlık arasındaki bir aralıkta nanodiamonds içeren, polistiren ve nanodiamonds kompozitleri hazırladık. hatta bir elde etmek için dağılımBunlar Hielscher en ile 60 dakika boyunca çözelti sonike UIP1000hd (1 kW).

Ultrasonik Nanodiamonds işlevselleştirilmesi Destekli

Her bir nano-boyutlu parçacıkların tam yüzeyinin işlevselleştirilmesiyle için, parçacık yüzey kimyasal reaksiyon için kullanılabilir olması gerekir. Bu iyice disperse olmuş partiküller partikül yüzeyine çeken moleküllerin bir sınır tabakası ile çevrilidir olarak eşit ve iyi bir dispersiyon gerekli olduğu anlamına gelir. nanodiamonds’ yüzeyine yeni fonksiyonel gruplar elde etmek için, bu sınır tabakası kırık veya kaldırılması gerekmektedir. Devre ve sınır katmanının taşınmasıyla meydana çıkmaktadır Bu işlem, ultrasonik gerçekleştirilebilir.
Ultrason sıvı gibi çeşitli aşırı etkileri üretir sokulur kavitasyonIla 2000 kadar 1000km / saat sıvı jetleri kadar, lokal olarak çok yüksek bir sıcaklık. Bu stres ile (1998 Suslick) çekme kuvvetleri (örneğin Van der Waals kuvvetleri-) aşılabilir faktörleri ve fonksiyonel moleküller işlevselleştirilmesi partikülün yüzeyine, örneğin taşınır nanodiamonds’ yüzeyi.

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

Şema 1: in situ deaglomerasyonuna ve nanodiamonds yüzey işlevselleştirilmesi içinde grafik (2011 Liang)

Boncuk Destekli sonik Dağılma (basd) tedavisi ile yapılan deneyler de nanodiamonds yüzey funcionalization için umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Bu şekilde, boncuklar (örneğin ZrO2 taneleri gibi, örneğin mikro-boyutlu seramik boncuklar) ultrasonik zorlamak için kullanılmıştır kavitasyonel nanodiamond parçacıkları üzerine kuvvetler. deaglomerasyon bağlı nanodiamond parçacıklar ve ZrO arasındaki parçacık arası çarpışma meydana gelir2 boncuklar.
örneğin Boran azaltılması, arilasyon veya silanizasyon, amaç dağıtmak için bir ultrasonik veya basd (boncuk destekli ses parçalanma) ön-tedavi olarak kimyasal reaksiyonlar için parçacıkların yüzeyinin daha iyi kullanılabilirlik sebebiyle önerilir. ultrasonik tarafından dispersiyon ve Dağılmanın Kimyasal reaksiyon daha tam olarak ilerler.

Yüksek güç, düşük frekanslı ultrason bir sıvı ortam içine getirmektedir zaman, kavitasyon oluşturulur.

aşırı sıcaklık ve basınç farklarına ve yüksek hızlı sıvı jetleri Ultrasonik caviatation sonuçları. Böylece, güç ultrason karıştırma ve uygulamaları freze için başarılı işleme yöntemidir.

Bize Ulaşın / Daha Fazla Bilgi İsteyin

senin işleme gereksinimleri hakkında bize konuşun. Projeniz için en uygun kurulum ve işleme parametrelerini tavsiye eder.





Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Edebiyat referansları

  • Chipara, A.C. ve diğ .: polistiren içinde dağılmış nanodiamond parçacıklarının termal özellikleri. HESTEC 2010.
  • El-Say, ilaç taşıyıcı sistem olarak K. M .: Nanodiamonds: Uygulama ve muhtemel. J Appl Pharm Sci 01/06, 2011'de; s. 29-39.
  • Khachatryan, A. Kh. et al .: Grafit-to-elmas dönüşüm ultrasonik kavitasyon ile indüklenen. In: Diamond & İlgili Malzemeler 17, 2008; pp931-936.
  • Krueger, A .: yapısı ve nano ölçekli elmas reaktivite. Gelen J Mater Chem 18, 2008, s. 1485-1492.
  • Liang, Y:. Termo-kimyasal ve mekanokimyasal yöntemler vasıtasıyla deaglomerasyon ve nanodiamond yüzeyi. Tez Julius Maximilian Üniversitesi Würzburg 2011th
  • Osawa, E .: tek dağılımlı bir nanodiamond parçacıklar. In: Pure Appl Chem 80/7, 2008; s. 1365-1379.
  • Pramatarova, L. ve ark .: Tıp Uygulamalar için patlama Nanodiamond Partiküllerle Polimer Kompozitlerin avantaj sağlar. In: Biyomimetik Açık; s. 298-320.
  • Güneş, L .; Gong, J .; Zhu, D .; Zhu Z .; O, S .: Karbon Nanotüpler Diamond nanorods. In: İleri Malzemeler 16/2004. s. 1849-1853.
  • Suslick, Kimya Teknolojisi K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia. 4 ed. J. Wiley & Wiley & Sons: New York; 26, 1998; s. 517-541.

Nanodiamonds – Kullanım ve Uygulamalar

nanodiamond taneleri nedeniyle zeta-potansiyeline kararsızdır. Böylece, onlar kümeler oluşturmak üzere bir çok eğilimindedir. nanodiamonds yaygın bir uygulama kesme ve araçlar ve ısı emicileri parlatma, aşındırıcılar kullanılmasıdır. Bir başka potansiyel kullanım farmasötik etkin bileşenler için ilaç taşıyıcısı (bakınız Pramatarova) halinde nanodiamonds uygulanmasıdır. Tarafından ultrasonikasyonIlk olarak nanodiamonds grafit sentezlenebilir ve ikinci olarak, nanodiamonds ağır aglomerasyon için eğilimi eşit olabilir dağınık, dağılmış sıvı ortam içine (örneğin, bir parlatma ajanı formülleştirmek).