Вуглецеві нанотрубки міцні і гнучкі, але дуже згуртовані. Їх важко розсіювати по рідинах, таким як вода, етанол, нафта, полімерна або епоксидна смола. УЗД - ефективний метод отримання дискретного – одноразово – вуглецеві нанотрубки.

Вуглецеві нанотрубки (ЦНТ) використовуються в клеях, покриттях і полімерах і в якості електропровідних наповнювачів в пластмасах для розсіювання статичних зарядів в електрообладнанні і в електростатично пофарбованих автомобільних кузовних панелях. За допомогою нанотрубок полімери можна зробити більш стійкими проти температур, жорстких хімічних речовин, агресивних середовищ, екстремальних тисків і стирання. Існує дві категорії вуглецевих нанотрубок: одностінні нанотрубки (SWNT) і багатостінні нанотрубки (MWNT).

Вуглецеві нанотрубки, як правило, доступні як сухий матеріал, наприклад, від компаній, таких як Дослідження SES або цнт Лтд Простий, надійний і масштабований процес для деагломерації необхідно, щоб використовувати нанотрубки до максимального потенціалу. Для рідин до 100, 000cP ультразвук є дуже ефективною технологією для диспергування нанотрубки у воді, маслі або полімерів при низьких або високих концентраціях. Потоки рідини струменя в результаті ультразвукова кавітація, подолати сили зв'язку між нанотрубками та відокремлювати трубки. Завдяки ультразвуковим силам зсуву та мікро турбулентності ультразвук може сприяти покриттю поверхні та хімічній реакції нанотрубок з іншими матеріалами.

Як правило, груба нанотрубка-дисперсія спочатку преміксується стандартним мішалом, а потім гомогенізується в реакторі ультразвукових проточних елементів. На відео нижче показано лабораторне дослідження (пакетна ультразвукова обробка за допомогою UP400S) диспергування багатостінних вуглецевих нанотрубок у воді при низькій концентрації. Через хімічну природу вуглецю дисперсна поведінка нанотрубок у воді досить утруднена. Як показано на відео, можна легко продемонструвати, що ультразвук здатний ефективно диспергувати нанотрубки.

Розсіювання індивідуальних SWNTs високої довжини

Найважливішою проблемою для обробки та маніпулювання СВПП є нерозв'язність трубок у звичайних органічних розчинниках та воді. Функціоналізація бокової стінки нанотрубки або відкритих кінців для створення відповідного інтерфейсу між SWNTs та розчинником, в основному, призводить до часткового відшарування тросів SWNT.
У результаті, SWNTs, як правило, розкидаються як пучки, а не повністю ізольовані окремі об'єкти. Коли надто жорсткі умови застосовуються під час дисперсії, SWNTs скорочуються довжиною від 80 до 200 нм. Хоча це корисно для деяких тестів, ця довжина занадто мала для більшості практичних застосувань, таких як напівпровідникові або армовані SWNTs. Контрольоване, м'яке ультразвукове лікування (наприклад, шляхом UP200Ht з 40мм сонотродом) є ефективною процедурою для приготування водних дисперсій довгих індивідуальних СВНТ. Послідовності м'якого ультразвукового дослідження мінімізують скорочення і дозволяють максимально зберегти структурні та електронні властивості.

Очищення SWNT за допомогою полімерпіщаної Ультрафікації

Важко вивчити хімічну модифікацію СЗНТ на молекулярному рівні, тому що важко одержати чисті СШНТ. Як вирощені СВЯП містять багато домішок, таких як металеві частинки та аморфні вуглеводи. Ультразвукове дослідження СВЧТ у розчині монохлорбензолу (MCB) поліметалметакрилату (PMMA) з подальшою фільтрацією є ефективним способом очищення СВЧТ. Цей метод полімеризації допомагає ефективно видаляти домішки з вирощених СВЧТ. (Юдасака та ін.) Точний контроль амплітуди ультразвуку дозволяє обмежити пошкодження SWNTs.

Гєльшер широкий асортимент ультразвукових приладів та аксесуари для ефективного диспергування нанотрубок.

• Компактні лабораторні прилади до Потужність ультразвуку 400 Вт для розсіювання на менші об'єми до 2 літрів
• UIP500hdT, UIP1000hdT і UIP1500hdT це ультразвукові процесори, які можуть обробляти більші обсяги.
• Ультразвукові системи Росії 2 кВт (UIP2000hdT) і 4 кВт (UIP4000hdT) може використовуватися для виробничого масштабування диспергування вуглецевих нанотрубок. У UIP10000 (10 кіловат) і UIP16000 (16 кіловат) може використовуватися в кластерах декількох окремих одиниць для великомасштабної обробки вуглецевих нанотрубок.”

Література

• Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): A Simple Way to Chemically React Single-Wall Crabon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication; in Nano Letters, Vol. 1, No. 7, 2001, p. 361-363.
• Yudasaka, M., Zhang, M., Jabs, C. et al. (2000): Effect of an organic polymer in purification and cutting of single-wall carbon nanotubes. Appl Phys A 71, 449–451 (2000).
• Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length, in: Langmuir, Vol. 20, No. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.