Bor nitridi nanotubalari – Sonication yordamida eksfoliatsiyalangan va disperslangan

Ultrasonikatsiya bor nitridi nanotubalarini (BNNTs) qayta ishlash va tarqatishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Yuqori intensiv sonikatsiya turli xil eritmalarda bir hil detangling va taqsimotni ta'minlaydi va shu bilan BNNTlarni eritmalar va matritsalarga kiritish uchun muhim ishlov berish usuli hisoblanadi.

Bor nitridi nanotubalarini ultratovush bilan qayta ishlash

Bor nitridi nanotubalarini (BNNTs) yoki nano varaqlar va nanoribbonlar kabi bor nitridi nanostrukturalarini (BNN) suyuq eritmalar yoki polimerik matritsalarga kiritish uchun samarali va ishonchli dispersiya texnikasi talab qilinadi. Ultrasonik dispersiya yuqori samaradorlik bilan bor nitridi nanotubalari va bor nitridi nanostrukturalarini eksfoliatsiya qilish, detangle, tarqatish va funksionallashtirish uchun zarur energiyani ta'minlaydi. Yuqori intensivlikdagi ultratovushning aniq boshqariladigan qayta ishlash parametrlari (ya'ni energiya, amplituda, vaqt, harorat va bosim) ishlov berish shartlarini maqsadli jarayon maqsadiga individual ravishda moslashtirishga imkon beradi. Bu shuni anglatadiki, ultratovush intensivligi o'ziga xos formulaga (BNNTlarning sifati, erituvchi, qattiq suyuqlik konsentratsiyasi va boshqalar) qarab sozlanishi va shu bilan optimal natijalarga erishiladi.

Ultrasonik BNNT va BNN ishlov berish ilovalari ikki o'lchovli bor nitridi nanostrukturalarining (2D-BNNs) bir hil dispersiyasidan tortib, ularning funktsionalizatsiyasi va mono qatlamli olti burchakli bor nitridining kimyoviy eksfoliatsiyasiga qadar to'liq doirani qamrab oladi. Quyida biz BNNT va BNNlarning ultratovush dispersiyasi, eksfoliatsiyasi va funksionallashuvi haqida batafsil ma'lumot beramiz.

Bor nitridi nanotubalarining ultratovush dispersiyasi

Bor nitridi nanotubalari (BNNTs) polimerlarni mustahkamlash yoki yangi materiallarni sintez qilish uchun ishlatilsa, matritsaga bir xil va ishonchli dispersiya talab qilinadi. Ultrasonik disperserlar CNTs, metall nanopartikullar, yadro qobig'i zarralari va boshqa turdagi nanozarrachalar kabi nanomateriallarni ikkinchi bosqichga tarqatish uchun keng qo'llaniladi.
Ultrasonik dispersiya BNNTlarni suvli va suvsiz eritmalarda, shu jumladan etanol, PVP etanol, TX100 etanol, shuningdek, turli polimerlar (masalan, poliuretan) bilan bir xilda ajratish va tarqatish uchun muvaffaqiyatli qo'llanildi.
Ultrasonik ravishda tayyorlangan BNNT dispersiyasini barqarorlashtirish uchun keng tarqalgan ishlatiladigan sirt faol moddasi 1% og'irlikdagi natriy dodesil sulfat (SDS) eritmasidir. Masalan, 5 mg BNNT ultratovushli ravishda 5 ml 1% og'irlikdagi flakonda tarqaladi. kabi ultratovushli zond tipidagi disperser yordamida SDS eritmasi UP200St (26kHz, 200W).

Ultratovush yordamida BNNTlarning suvli tarqalishi

Van-der-Vaalsning kuchli o'zaro ta'siri va hidrofobik yuzasi tufayli bor nitridi nanotubalari suvga asoslangan eritmalarda yomon tarqaladi. Ushbu muammolarni hal qilish uchun Jeon va boshqalar. (2019) sonikatsiya ostida BNNTni funksionallashtirish uchun ham hidrofilik guruhlarga, ham hidrofobik guruhlarga ega bo'lgan Pluronic P85 va F127 dan foydalangan.

Bor nitridi nanosheetlarining sirt faol moddalarsiz eksfoliatsiyasi sonication yordamida

Lin et al. (2011) present a clean method of exfoliation and dispersion of hexagonal boron nitride (h-BN). Hexagonal boron nitride is traditionally considered to be insoluble in water. However, they were able to demonstrate that water is effective to exfoliate the layered h-BN structures using ultrasonication, forming “toza” aqueous dispersions of h-BN nanosheets without the use of surfactants or organic functionalization. This ultrasonic exfoliation process produced few-layered h-BN nanosheets as well as monolayered nanosheet and nanoribbon species. Most nanosheets were of reduced lateral sizes, which was attributed to the cutting of parent h-BN sheets induced by the sonication-assisted hydrolysis (corroborated by the ammonia test and spectroscopy results). The ultrasonically induced hydrolysis also promoted the exfoliation of h-BN nanosheets in assistance to the polarity effect of the solvent. The h-BN nanosheets in these “toza” aqueous dispersions exhibited good processability via solution methods retaining their physical characteristics. The dispersed h-BN nanosheets in water also exhibited strong affinity toward proteins such as ferritin, suggesting that the nanosheet surfaces were available for further bio-conjugations.

Ultrasonik kavitatsiya va kesish kuchlaridan foydalangan holda sono-mexanik dispersiya usuli sof jismoniy aralashtirish usuli bo'lib, u BNNTlarni ajratish va individual BNNTlarni barqarorlashtirish va ularning yaxlitligi va ichki xususiyatlarini saqlab qolish qobiliyatiga ega ekanligi isbotlangan. Tegishli ultratovush energiyasini (Ws? ml) qo'llash, ya'ni sozlangan amplituda va sonikatsiya davomiyligi, ultratovush dispersiyasi BNNTSni bir xilda ajratishi va tarqatishi mumkin. Bor nitridi nanotubalarining uzunligini qisqartirish kerak bo'lsa, yuqori amplitudalar va uzoqroq sonikatsiya qo'llanilishi mumkin. Keyingi bo'limda BNNTlarning ultratovush hajmini qisqartirish va uzunligini kesish haqida ko'proq o'qing.

Bor nitridi nanotubalarini ultratovush hajmini kamaytirish va kesish

The length of boron nitride nanotubes plays a crucial role when it comes to the subsequent processing of BNNTs into polymers and other functionalized materials. Therefore it is an important fact that sonication of the BNNTs in solvent could not only separate BNNTs individually, but also shorten the bamboo structured BNNTs under controlled conditions. The shortened BNNTs have a much lower chance of bundling during composite preparation.Lee at al. (2012) demonstrated that the lengths of functionalized BNNTs can be efficiently shortened from >10µm to ∼500nm by ultrasonication. Their experiments suggest that effective ultrasonic dispersion of BNNT in solution is necessary for such cutting of BNNT size reduction and cutting.

BNNT ishlov berish uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar

Hielscher ultrasonikatorlarining aqlli xususiyatlari ishonchli ishlash, takrorlanadigan natijalar va foydalanuvchilarga qulaylikni kafolatlash uchun mo'ljallangan. Operatsion sozlamalarga raqamli rangli sensorli displey va brauzerning masofadan boshqarish pulti orqali kirish mumkin bo'lgan intuitiv menyu orqali osongina kirish va terish mumkin. Shu sababli, aniq energiya, umumiy energiya, amplituda, vaqt, bosim va harorat kabi barcha ishlov berish shartlari avtomatik ravishda o'rnatilgan SD-kartada qayd etiladi. Bu sizga oldingi sonikatsiya ishlarini qayta ko'rib chiqish va solishtirish va bor nitridi nanotubkalari va nanomateriallarni eksfoliatsiya va dispersiya jarayonini eng yuqori samaradorlikka optimallashtirish imkonini beradi.
Hielscher Ultrasonics tizimlari butun dunyo bo'ylab yuqori sifatli BNNTlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Hielscher sanoat ultrasonicators osongina uzluksiz ishlash (24/7/365) yuqori amplitudali ishlatish mumkin. 200 mkm gacha bo'lgan amplitudalarni standart sonotrodlar (ultratovushli zondlar? shoxlar) bilan osongina doimiy ravishda yaratish mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Bizning ultratovushli eksfoliatsiya va dispersiya tizimlari mustahkamligi va kam texnik xizmat ko'rsatishi tufayli odatda og'ir yuklarni talab qiladigan ilovalar uchun o'rnatiladi.
Hielscher Ultrasonics’ sanoat ultratovushli protsessorlar juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin. 200 µm gacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud.
Bor nitridi nanotubalarini, shuningdek, CNT va grafenning tarqalishi va eksfoliatsiyasi uchun Hielscher ultratovushli protsessorlari allaqachon butun dunyo bo'ylab tijorat miqyosida o'rnatilgan. BNNT ishlab chiqarish jarayonini muhokama qilish uchun hozir biz bilan bog'laning! Bizning tajribali xodimlarimiz eksfoliatsiya jarayoni, ultratovushli tizimlar va narxlar haqida ko'proq ma'lumot berishdan xursand bo'lishadi!
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: