Zarrachalarga ishlov berish uchun kuchli ultratovush: qoʻllash boʻyicha izohlar

Zarrachalarning xususiyatlari toʻliq namoyon boʻlishi uchun ularning yuzasi ochiq boʻlishini taʼminlash maqsadida aglomeratlari ajratilishi va zarrachalar bir tekis dispersiyalanishi kerak. Kuchli ultratovush kuchlari zarrachalarni submikron va nanooʻlchamlargacha maydalaydigan ishonchli dispersiyalash va maydalash vositalari sifatida tanilgan. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish zarrachalarni oʻzgartirish va funksionallashtirish, masalan, nanozarrachalarni metall qatlami bilan qoplash imkonini beradi.

Quyida zarrachalar va suyuqliklarning tanlangan turlari hamda ultratovushli gomogenizator yordamida zarrachalarni maydalash, dispersiyalash, aglomeratlarini ajratish yoki oʻzgartirish uchun materialga qanday ishlov berish boʻyicha tegishli tavsiyalar keltirilgan.

Kuchli ultratovush bilan ishlov berish orqali kukun va zarrachalaringizni qanday tayyorlash mumkin.

Alifbo tartibida:

Aerosil

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Silika Aerosil OX50 zarrachalarining Millipore suvidagi (pH 6) dispersiyalari 5,0 g kukunni 500 mL suvda dispersiyalash orqali yuqori intensivlikdagi ultratovush protsessori UP200S (200W; 24kHz) yordamida tayyorlandi. Silika dispersiyalari distillangan suv eritmasida (pH = 6) ultratovush taʼsirida UP200S yordamida 15 min. davomida tayyorlandi, soʻng 1 h davomida jadal aralashtirildi. pH ni sozlash uchun HCl ishlatildi. Dispersiyalardagi qattiq modda miqdori 0,1% (w/v) edi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Mayda silika dispersiyalarini flokulyatsiyalashda tabiiy va termosezgir polimerlarning birikmasi. International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al₂O₃–suv nanosuyuqliklari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Al₂O₃–suv nanosuyuqliklarini quyidagi bosqichlar orqali tayyorlash mumkin: Avval Al₂O₃ nanozarrachalarining massasini raqamli elektron tarozida oʻlchang. Keyin Al₂O₃ nanozarrachalarini massasi oʻlchangan distillangan suvga asta-sekin qoʻshing va Al₂O₃–suv aralashmasini aralashtiring. Aralashmaga 1h davomida uzluksiz zond turidagi ultratovush qurilmasi UP400S (400W, 24kHz) yordamida ultratovush bilan ishlov berib, distillangan suvda nanozarrachalarning bir tekis dispersiyasini hosil qiling.
Nanosuyuqliklarni turli ulushlarda (0,1%, 0,5% va 1%) tayyorlash mumkin. Sirt faol modda qoʻshish yoki pH ni oʻzgartirish talab etilmaydi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Gʻovak muhit sifatidagi mikromodelda nanosuyuqliklar oqimini eksperimental oʻrganish. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77–84.

Alyuminiy oksidini (Al2O3) ultratovush yordamida dispersiyalash zarrachalar oʻlchamining sezilarli darajada kamayishiga va bir tekis dispersiyalanishiga olib keladi.

Bohemite bilan qoplangan kremniy dioksidi zarrachalari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Kremniy dioksidi zarrachalari bemit qatlami bilan qoplanadi: Organik moddalardan xoli, mutlaqo toza sirt olish uchun zarrachalar 450°C gacha qizdiriladi. Aglomeratlarni parchalash maqsadida zarrachalar maydalangach, 6 vol% li suvli suspenziya (≈70 ml) tayyorlanadi va uch tomchi ammoniy eritmasi qoʻshilib, pH 9 da barqarorlashtiriladi. Keyin suspenziyaga UP200S yordamida 100% amplitudada (200 W) 5 min davomida ultratovush bilan ishlov berilib, aglomeratlar parchalanadi. Eritma 85°C dan yuqori haroratgacha qizdirilgach, 12,5 g alyuminiy sek-butoksid qoʻshildi. Harorat 90 min davomida 85–90°C da ushlab turiladi va butun jarayon davomida suspenziya magnit aralashtirgich bilan aralashtiriladi. Shundan soʻng, suspenziya 40°C dan past haroratgacha soviguncha uzluksiz aralashtirib turiladi. Keyin xlorid kislota qoʻshilib, pH qiymati 3 ga keltirildi. Darhol bundan keyin suspenziyaga muzli vannada ultratovush bilan ishlov beriladi. Kukun suyultirish va keyingi sentrifugalash orqali yuviladi. Choʻkma ustidagi suyuqlik olib tashlangach, zarrachalar quritish pechida 120°C da quritiladi. Nihoyat, zarrachalarga 300°C da 3 soat davomida issiqlik bilan ishlov beriladi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Wyss, H. M. (2003): Konsentrlangan zarracha gellarining mikrostrukturasi va mexanik xatti-harakati. Dissertatsiya, Shveytsariya federal texnologiya instituti 2003. p.71.

Kadmiy(II)-tioatsetamid nanokompoziti sintezi

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Kadmiy(II)-tioatsetamid nanokompozitlari polivinil spirt mavjudligida ham, usiz ham sonokimyoviy usul bilan sintez qilindi. Sonokimyoviy sintez (sono-sintez) uchun 0,532 g kadmiy(II) atsetat digidrati (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g tioatsetamid (TAA, CH3CSNH2) va 0,664 g kaliy yodid (KI) 20mL ikki marta distillangan deionizatsiyalangan suvda eritildi. Ushbu eritmaga yuqori quvvatli zond turidagi ultratovush qurilmasi UP400S (24 kHz, 400W) yordamida xona haroratida 1 h davomida ultratovush bilan ishlov berildi. Reaksiya aralashmasiga ultratovush bilan ishlov berish davomida harorat temir–constantin termoparasi bilan oʻlchanganda 70–80degC gacha koʻtarildi. Bir soatdan keyin yorqin sariq choʻkma hosil boʻldi. U sentrifugalash (4 000 rpm, 15 min) orqali ajratib olindi, qoldiq aralashmalarni yoʻqotish uchun ikki marta distillangan suv bilan, keyin esa mutlaq etanol bilan yuvildi va nihoyat havoda quritildi (unum: 0,915 g, 68%). Parchalanish harorati: 200°C. Polimer nanokompozitni tayyorlash uchun 1,992 g polivinil spirt 20 mL ikki marta distillangan deionizatsiyalangan suvda eritildi va keyin yuqoridagi eritmaga qoʻshildi. Bu aralashmaga UP400S yordamida 1 h davomida ultratovush taʼsir ettirildi va shu vaqtda yorqin toʻq sariq mahsulot hosil boʻldi.
SEM natijalari PVA mavjudligida zarrachalar oʻlchami taxminan 38 nm dan 25 nm gacha kamayganini koʻrsatdi. Keyin biz prekursor sifatida kadmiy(II)-tioatsetamid/PVA polimer nanokompozitining termik parchalanishidan sferik morfologiyaga ega geksagonal CdS nanozarrachalarini sintez qildik. CdS nanozarrachalarining oʻlchami XRD bilan ham, SEM bilan ham oʻlchandi va natijalar bir-biriga juda yaxshi mos keldi.
Ranjbar va boshqalar (2013) ham polimer Cd(II) nanokompoziti qiziqarli morfologiyalarga ega kadmiy sulfid nanozarrachalarini tayyorlash uchun mos prekursor ekanini aniqladilar. Barcha natijalar ultratovushli sintezdan yuqori harorat, uzoq reaksiya vaqti va yuqori bosim kabi maxsus sharoitlarni talab qilmasdan nanooʻlchamli materiallarni sintez qilishning oddiy, samarali, kam xarajatli, ekologik toza va juda istiqbolli usuli sifatida muvaffaqiyatli foydalanish mumkinligini koʻrsatdi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Kadmiy–tioatsetamid nanokompozitlarini sintez qilish va tavsiflash. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203–212.

CaCO₃

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Nanochoʻktirilgan CaCO₃ (NPCC) ni stearin kislota bilan ultratovush yordamida qoplash uning polimerda disperslanishini yaxshilash va aglomeratsiyani kamaytirish maqsadida amalga oshirildi. Qoplanmagan 2g nanochoʻktirilgan CaCO₃ (NPCC) ga UP400S yordamida 30ml etanolda ultratovush bilan ishlov berildi. Etanolda 9 wt% stearin kislota eritildi. Soʻng stearin kislota saqlagan etanol ultratovush bilan ishlov berilgan suspenziya bilan aralashtirildi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S 22mm diametrli sonotrod (H22D) va sovitish gʻilofiga ega oqim hujayrasi bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): Nanochoʻktirilgan CaCO3 ni stearin kislota bilan qoplashda ultratovushning taʼsiri. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807–813.

Selluloza nanokristallari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Evkalipt sellulozasidan tayyorlangan selluloza nanokristallari (CNC), CNC lar: Evkalipt sellulozasidan tayyorlangan selluloza nanokristallari metil adipoil xlorid bilan reaksiyaga kiritilib, CNCm, yoki sirka va sulfat kislotalari aralashmasi bilan reaksiyaga kiritilib, CNCa, modifikatsiya qilindi. Shu sababli muzlatib quritilgan CNC lar, CNCm va CNCa sof erituvchilarda (EA, THF yoki DMF) 0,1 wt% konsentratsiyada, 24 ± 1 degC haroratda tun boʻyi magnitli aralashtirish orqali qayta disperslandi, soʻng 20 min. davomida ultratovush bilan ishlov berish uchun zond turidagi quyidagi ultratovush qurilmasidan foydalanildi: UP100H. Ultratovush bilan ishlov berish 130 W/cm² intensivlikda, 24 ± 1 degC haroratda amalga oshirildi. Shundan soʻng CNC dispersiyasiga CAB qoʻshildi, natijada polimerning yakuniy konsentratsiyasi 0,9 wt% boʻldi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP100H
Manba/ Ilmiy maqola:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): Selluloza nanokristallarining kolloid barqarorligi va ularning selluloza atsetat-butirat matritsasida disperslanish qobiliyati oʻrtasidagi oʻzaro bogʻliqlik. Cellulose 20/3, 2013. 1329–1342.

Seriy nitrat qoʻshilgan silan

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Sovuq prokatlangan uglerodli poʻlat panellar (6,5cm 6,5cm 0,3cm; kimyoviy usulda tozalangan va mexanik usulda jilolangan) metall substratlar sifatida ishlatildi. Qoplama qoʻllashdan oldin panellar atseton bilan ultratovush yordamida tozalandi, soʻng ishqoriy eritma (0,3molL 1 NaOH eritmasi) bilan 60°C haroratda 10 min davomida tozalandi. Grunt sifatida ishlatish uchun, substratga dastlabki ishlov berishdan oldin, 50 qism γ-glitsidoksipropiltrimetoksisilan (γ-GPS) saqlovchi odatiy tarkib taxminan 950 qism metanol bilan pH 4,5 da (sirka kislotasi bilan rostlangan) suyultirildi va silanning gidrolizlanishiga imkon berildi. Seriy nitrat pigmentlari qoʻshilgan silanni tayyorlash tartibi ham xuddi shunday boʻldi, faqat (γ-GPS) qoʻshilishidan oldin metanol eritmasiga 1, 2, 3 wt% seriy nitrat qoʻshildi, soʻng bu eritma xona haroratida propellerli aralashtirgich bilan 1600 rpm tezlikda 30 min. davomida aralashtirildi. Keyin seriy nitrat saqlovchi dispersiyalarga tashqi sovitish vannasidan foydalangan holda 40°C haroratda 30 min davomida ultratovush bilan ishlov berildi. Ultratovush bilan ishlov berish jarayoni quyidagi ultratovush qurilmasi UIP1000hd (1000W, 20 kHz) yordamida, taxminan 1 W/mL kirish ultratovush quvvatida amalga oshirildi. Substratga dastlabki ishlov berish har bir panelni tegishli silan eritmasi bilan 100 sec. davomida chayish orqali amalga oshirildi. Ishlov berilgandan soʻng panellar xona haroratida 24 h davomida quritildi, keyin dastlabki ishlov berilgan panellarga nam plyonka qalinligi 90μm boʻlishi uchun amin bilan qotiriladigan ikki komponentli epoksid qoplandi. (Epon 828, shell Co.) Epoksid bilan qoplangan panellar 115°C haroratda 1h davomida qotirildi; epoksid qoplamalar qotirilgandan keyin quruq plyonka qalinligi taxminan 60μm boʻldi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP1000hd
Manba/ Ilmiy maqola:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Seriy nitrat saqlovchi silan bilan dastlabki ishlov berishning epoksid qoplangan poʻlatdagi katod taʼsirida qoplama ajralishi xususiyatlariga elektrokimyoviy taʼsiri. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

Loy: disperslash/ fraksiyalash

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Zarrachalarni oʻlchami boʻyicha fraksiyalash: < 1 μm zarrachalarni 1–2 μm zarrachalardan ajratib olish uchun loy oʻlchamidagi zarrachalar (< 2 μm) ultratovush maydonida va undan keyin turli choʻkish tezliklarini qoʻllash orqali ajratilgan.
Loy oʻlchamidagi zarrachalar (< 2 μm) 300 J mL^-1 (1 min.) energiya kiritilib, zond turidagi UP200S (200W, 24kHz) ultratovushli dezintegratori yordamida ultratovush bilan ishlov berish orqali ajratildi; dezintegrator diametri 7 mm boʻlgan S7 sonotrodi bilan jihozlangan edi. Ultratovush taʼsiridan soʻng namuna 110 x g (1000 rpm) da 3 min. davomida sentrifugalandi. Keyin choʻkkan faza (fraksiyalash qoldigʻi) past zichlikdagi fraksiyalarni ajratib olish uchun zichlik boʻyicha fraksiyalashda ishlatildi, olingan suzuvchi faza (< 2 μm fraksiya) esa boshqa sentrifuga probirkasiga oʻtkazildi va < 1 μm fraksiyani (supernatantni) 1–2 μm fraksiyadan (choʻkmadan) ajratish uchun 440 x g (2000 rpm) da 10 min. davomida sentrifugalandi. Tarkibida < 1 μm fraksiya boʻlgan supernatant boshqa sentrifuga probirkasiga oʻtkazildi va unga 1 mL MgSO₄ qoʻshilgach, qolgan suvni dekantatsiya qilish uchun 1410 x g (4000 rpm) da 10 min davomida sentrifugalandi.
Namunaning haddan tashqari qizib ketishiga yoʻl qoʻymaslik uchun jarayon 15 marta takrorlandi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S S7 bilan yoki UP200St S26d7 bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
Jakubowska, J. (2007): Sugʻorish suvi turining tuproq organik moddasi (SOM) fraksiyalariga va ularning gidrofob birikmalar bilan oʻzaro taʼsiriga taʼsiri. Dissertatsiya, Martin-Luther University Halle-Wittenberg 2007.

Gil: noorganik gilni qatlamlarga ajratish

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Qoplama dispersiyasi uchun pullulan asosidagi nanokompozitlarni tayyorlash maqsadida noorganik gil qatlamlarga ajratildi. Buning uchun pullulanning belgilangan miqdori (nam massa asosida 4 wt%) suvda 25degC haroratda 1 h davomida sekin aralashtirib (500 rpm) eritildi. Shu bilan bir vaqtda, 0,2 dan 3,0 wt% gacha miqdordagi gil kukuni suvda 15 daqiqa davomida jadal aralashtirib (1000 rpm) dispersiyalandi. Olingan dispersiyaga UP400S (quvvat_maks = 400 W; chastota = 24 kHz), H14 titan sonotrodi bilan jihozlangan (uchining diametri 14 mm, amplituda_maks = 125 μm; sirt intensivligi = 105 Wcm^-2) ultratovush qurilmasi yordamida quyidagi sharoitlarda ultratovush bilan ishlov berildi: 0,5 sikl va 50% amplituda. Ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi tajriba rejasiga muvofiq oʻzgartirildi. Keyin organik pullulan eritmasi va noorganik dispersiya yana 90 daqiqa davomida sekin aralashtirib (500 rpm) bir-biriga qoʻshildi. Aralashtirishdan soʻng ikki komponentning konsentratsiyalari 0,05 dan 0,75 gacha boʻlgan noorganik/organik (I/O) nisbatga mos keldi. Ultratovush bilan ishlov berishdan oldin va keyin Na⁺-MMT gillarining suvdagi dispersiyasida oʻlchamlar taqsimoti IKO-Sizer CC-1 nanozarrachalar analizatori yordamida baholandi.
Gilning belgilangan miqdori uchun ultratovush bilan ishlov berishning eng samarali davomiyligi 15 daqiqa ekanligi aniqlandi, uzoqroq ultratovush bilan ishlov berish esa P’O₂ qiymatini (qayta agregatsiyalanish tufayli) oshiradi; bu qiymat ultratovush bilan ishlov berishning eng uzoq davomiyligida (45 min) yana kamayadi, bu, taxminan, ham plastinkachalarning, ham taktoidlarning parchalanishi bilan bogʻliq.
Introzzi dissertatsiyasida qoʻllanilgan tajriba sxemasiga koʻra, birlik hajmga toʻgʻri keladigan energiya chiqishi 725 Ws mL^-1 deb hisoblandi (15 daqiqalik ishlov berish uchun), ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi 45 daqiqagacha uzaytirilganda esa birlik hajmga toʻgʻri keladigan energiya sarfi 2060 Ws mL^-1 boʻldi. Bu butun jarayon davomida ancha katta miqdordagi energiyani tejash imkonini berar edi, bu esa oxir-oqibat yakuniy ishlab chiqarish xarajatlarida aks etadi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S H14 sonotrodi bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
Introzzi, L. (2012): Oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash uchun yuqori samarali biopolimer qoplamalarni ishlab chiqish. Dissertatsiya, Milano universiteti 2012.

Elektr oʻtkazuvchi siyoh

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Elektr oʻtkazuvchi siyoh Cu+C va Cu+CNT zarrachalarini dispersantlar yordamida aralash erituvchida dispersiyalash orqali tayyorlandi (IV nashr). Dispersantlar BYK Chemie GmbH tomonidan suv asosidagi texnik uglerod pigmenti dispersiyalari uchun moʻljallangan uchta yuqori molekulyar massali dispersiyalovchi agent – DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 va DISPERBYK-2012 edi. Asosiy erituvchi sifatida deionizatsiyalangan suv (DIW) ishlatildi. Qoʻshimcha erituvchilar sifatida etilenglikol monometil efiri (EGME) (Sigma-Aldrich), etilenglikol monobutil efiri (EGBE) (Merck) va n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen) ishlatildi.
Aralashtirilgan suspenziyaga muzli vannada 10 daqiqa davomida UP400S ultratovush protsessori yordamida ultratovush bilan ishlov berildi. Shundan soʻng suspenziya bir soat davomida choʻktirish uchun qoldirildi, keyin dekantatsiya qilindi. Aylantirib qoplama hosil qilish yoki bosib chiqarishdan oldin suspenziyaga ultratovushli vannada 10 min davomida ultratovush bilan ishlov berildi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Forsman, J. (2013): Vodorod bilan qaytarish orqali Co, Ni va Cu nanozarrachalarini olish. Dissertatsiya, VTT Finland 2013.

Ultratovush bilan ishlov berish purkagichli bosma siyohidagi zarrachalar oʻlchamini kichraytirish va pigmentlarni dispersiyalash uchun juda samaralidir.

Mis phathlocyanine

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Metalloftalosianinlarning parchalanishi
Mis phathlocyanine (CuPc)ga suv va organik erituvchilar bilan atrof-muhit haroratida va atmosfera bosimida, katalizator sifatidagi oksidlovchi ishtirokida 500W ultratovush qurilmasi UIP500hd va oqib oʻtish kamerasi yordamida ultratovush bilan ishlov beriladi. Ultratovush bilan ishlov berish intensivligi: 37–59 W/cm², namuna aralashmasi: 5 mL namuna (100 mg/L), choloform va piridin bilan 50 D/D suv; ultratovush amplitudasi 60%. Reaksiya harorati: atmosfera bosimida 20°C.
50 min. davomida ultratovush bilan ishlov berilganda parchalanish darajasi 95% gacha.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP500hd

Dibutirilxitin (DBCH)

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Uzun polimer makromolekulalarni ultratovush bilan ishlov berish orqali parchalash mumkin. Ultratovush yordamida molyar massani kamaytirish istalmagan yon reaksiyalardan yoki yon mahsulotlarni ajratishdan qochish imkonini beradi. Ultratovush taʼsiridagi degradatsiya kimyoviy yoki termik parchalanishdan farqli ravishda tasodifiy boʻlmagan jarayon hisoblanadi va uzilish taxminan molekulaning markazida sodir boʻladi, deb qaraladi. Shu sababli kattaroq makromolekulalar tezroq degradatsiyaga uchraydi.
Tajribalar ultratovush generatori UP200S yordamida oʻtkazildi; generator S2 sonotrod bilan jihozlangan edi. Ultratovush qurilmasining kirish quvvati 150 W ga sozlangan edi. Dibutirilxitinning dimetilatsetamiddagi, dibutirilxitin konsentratsiyasi 0,3 g/100 cm3 va hajmi 25 cm3 boʻlgan eritmalaridan foydalanildi. Sonotrod (ultratovush zondi / sonotrod) polimer eritmasiga sathdan 30 mm pastga botirildi. Eritma harorati 25°C da saqlanadigan termostatlangan suv hammomiga joylashtirildi. Har bir eritmaga oldindan belgilangan vaqt davomida ultratovush taʼsir ettirildi. Bu vaqt tugagach, eritma 3 marta suyultirildi va oʻlcham boʻyicha ajratish xromatografiyasi yordamida tahlil qilindi.
Keltirilgan natijalar dibutirilxitin kuchli ultratovush taʼsirida buzilishga uchramasligini, ammo polimer degradatsiyasi sodir boʻlishini koʻrsatadi; bu boshqariladigan sonokimyoviy reaksiya sifatida tushuniladi. Shuning uchun ultratovushdan dibutirilxitinning oʻrtacha molyar massasini kamaytirish uchun foydalanish mumkin; xuddi shu holat massa boʻyicha oʻrtacha molyar massaning son boʻyicha oʻrtacha molyar massaga nisbatiga ham taalluqlidir. Kuzatilgan oʻzgarishlar ultratovush quvvati va ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi oshirilganda kuchayadi. Oʻrganilgan ultratovush bilan ishlov berish sharoitida boshlangʻich molyar massa ham DBCH degradatsiyasi darajasiga sezilarli taʼsir koʻrsatdi: boshlangʻich molyar massa qanchalik yuqori boʻlsa, degradatsiya darajasi shunchalik katta boʻladi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Dibuyrylchitinning ultratovush taʼsiridagi degradatsiyasi. Polish Chitin Society, Monografiya XI, 2006. 123–128.

Ferrocine kukuni

Ultratovushning qoʻllanilishi:
SWNCNTs tayyorlashning sonokimyoviy usuli: kremniy dioksidi kukuni (diametri 2–5 mm) ferrosenning p-ksiloldagi 0,01 mol% eritmasiga qoʻshiladi, soʻng UP200S qurilmasi yordamida ultratovush bilan ishlov beriladi; qurilma titan uchli zond (sonotrod S14) bilan jihozlangan. Ultratovush bilan ishlov berish xona harorati va atmosfera bosimida 20 min. davomida amalga oshirildi. Ultratovush yordamidagi sintez orqali kremniy dioksidi kukuni yuzasida yuqori tozalikdagi SWCNTs hosil qilindi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S S14 ultratovushli zondi bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
Srinivasan C.(2005): Atrof-muhit sharoitida bir devorli uglerod nanonaychalarini sintez qilishning TOVUSH usuli. Current Science 88/ 1, 2005. 12–13.

Uchuvchi kul / Metakaolinit

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Eritib ajratish sinovi: 50g qattiq namunaga 100mL eritib ajratish eritmasi qoʻshildi. Ultratovush bilan ishlov berish intensivligi: maks. 85 W/cm² boʻlib, UP200S yordamida 20°C haroratli suv hammomida ishlov berildi.
Geopolimerlanish: suyuq suspenziya geopolimerlanish uchun UP200S ultratovushli gomogenizatori yordamida aralashtirildi. Ultratovush bilan ishlov berish intensivligi maks. 85 W/cm² edi. Sovitish uchun ultratovush bilan ishlov berish muzli suv hammomida amalga oshirildi.
Geopolimerlanishda yuqori quvvatli ultratovushni qoʻllash hosil boʻlgan geopolimerlarning siqilishdagi mustahkamligini oshiradi; ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi muayyan vaqtgacha uzaytirilganda mustahkamlik ham oshadi. Ultratovush bilan ishlov berish metakaolinit va uchuvchi kulning ishqoriy eritmalarda erishini kuchaytirdi, chunki polikondensatsiya uchun gel fazasiga koʻproq Al va Si ajralib chiqdi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultratovush yordamida jadallashtirilgan geopolimerlanish. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571–580

Grafen

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Stengl va boshqalarning (2011) ishida koʻrsatilganidek, sof grafen varaqlarini katta miqdorda olish mumkin; bunda nostexiometrik TiO₂ grafen nanokompoziti grafen nanovaraqlari va titaniya perokso kompleksi boʻlgan suspenziyani termik gidroliz qilish orqali ishlab chiqarilgan. Sof grafen nanovaraqlari tabiiy grafitdan 1000W quvvatli ultratovush protsessori UIP1000hd yordamida yuqori bosimli ultratovush reaktori kamerasida 5 barg bosimda yuqori quvvatli ultratovush bilan ishlov berish orqali olingan. Olingan grafen varaqlari yuqori solishtirma sirt yuzasi va oʻziga xos elektron xususiyatlari bilan ajralib turadi. Tadqiqotchilarning taʼkidlashicha, ultratovush yordamida tayyorlangan grafenning sifati grafit qatlamlarga ajratiladigan va oksidlanadigan Hummer usuli bilan olingan grafennikidan ancha yuqori. Ultratovush reaktoridagi fizik sharoitlarni aniq boshqarish mumkinligi va legirlovchi qoʻshimcha sifatidagi grafen konsentratsiyasi 1 – 0,001% oraligʻida oʻzgaradi degan farazga asoslanib, uzluksiz tizimda tijorat miqyosida grafen ishlab chiqarish mumkin.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP1000hd
Manba/ Ilmiy maqola:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): Yuqori samarali fotokatalizatorlar sifatidagi TiO2-grafen nanokompoziti. Nashr: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. 25209–25218-betlar.
Grafenni ultratovush yordamida ishlab chiqarish va tayyorlash haqida batafsil oʻqish uchun shu yerni bosing!

Grafen oksidi

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Grafen oksidi (GO) qatlamlari quyidagi usul bilan tayyorlangan: 200 ml deionlangan suvga 25mg grafen oksidi kukuni qoʻshilgan. Aralashtirish orqali bir jinsli boʻlmagan jigarrang suspenziya olingan. Hosil boʻlgan suspenziyalarga ultratovush bilan ishlov berilgan (30 min, 1,3 × 105J) va quritilgandan soʻng (373 K haroratda) ultratovush bilan ishlov berilgan grafen oksidi olingan. FTIR spektroskopiyasi ultratovush bilan ishlov berish grafen oksidining funksional guruhlarini oʻzgartirmaganini koʻrsatgan.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): Issiqlik va ultratovush bilan ishlov berishning grafen oksidi nanovaraqlari hosil boʻlishiga taʼsiri. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. 1097–1102-betlar.
Grafenni ultratovush yordamida qatlamlarga ajratish va tayyorlash haqida batafsil oʻqish uchun shu yerni bosing!

Poli(vinil spirt)ni degradatsiyalash orqali tukli polimer nanozarrachalar olish

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Gidrofob monomer ishtirokida suvli eritmadagi suvda eruvchan polimerlarning sonokimyoviy degradatsiyasiga asoslangan oddiy bir bosqichli usul qoldiqlardan xoli zardobda funksional tukli polimer zarrachalar hosil boʻlishiga olib keladi. Barcha polimerlanish jarayonlari 250 mL hajmli, ikki devorli, toʻsiqlar, harorat datchigi, magnit aralashtirgich tayoqchasi va Hielscher US200S ultratovush protsessori (200 W, 24 kHz; S14 titan sonotrod bilan jihozlangan, diametri = 14 mm, uzunligi = 100 mm) bilan jihozlangan shisha reaktorda amalga oshirilgan.
Poli(vinil spirt) (PVOH) eritmasi aniq miqdordagi PVOHni suvda tun davomida 50°C haroratda jadal aralashtirib eritish orqali tayyorlangan. Polimerlanishdan oldin PVOH eritmasi reaktorga joylashtirilgan va harorat kerakli reaksiya haroratiga keltirilgan. PVOH eritmasi va monomerning har biridan alohida 1 soat davomida argon oʻtkazilgan. Kerakli miqdordagi monomer PVOH eritmasiga jadal aralashtirish ostida tomchilab qoʻshilgan. Shundan soʻng suyuqlikdan argon oʻtkazish toʻxtatilgan va UP200S yordamida 80% amplitudada ultratovush bilan ishlov berish boshlangan. Bu yerda argondan foydalanish ikki maqsadga xizmat qilishini taʼkidlash lozim: (1) kislorodni chiqarib tashlash va (2) u ultratovush kavitatsiyasini hosil qilish uchun zarur. Shu sababli uzluksiz argon oqimi, tamoyil jihatidan, polimerlanish uchun foydali boʻlar edi, biroq haddan tashqari koʻpiklanish yuz bergan; bu yerda qoʻllangan usul ushbu muammoning oldini olgan va samarali polimerlanish uchun yetarli boʻlgan. Konversiyani gravimetriya orqali, molekulyar massa taqsimotlarini va/yoki zarracha oʻlchami taqsimotlarini kuzatish uchun davriy ravishda namunalar olingan.
Tavsiya etiladigan qurilma:
US200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): Funksional tukli polimer nanozarrachalar olishning oddiy bir bosqichli sonokimyoviy usuli. Soft Matter, 6, 2010. 2392–2395.

HiPco-SWCNTs

Ultratovushning qoʻllanilishi:
HiPco-SWCNTsni UP400S yordamida dispersiyalash: 5 mL hajmli flakonda 0,5 mg oksidlangan HiPcoTM SWCNTs (0,04 mmol uglerod) 2 mL deionlangan suvda suspenziya holiga keltirilgan; bunda quyidagi ultratovush protsessoridan foydalanilgan: UP400S – natijada qora rangli suspenziya (0,25 mg/mL SWCNTs) olindi. Ushbu suspenziyaga 1,4 μL PDDA eritmasi (20 wt./%, molekulyar massa = 100 000–200 000) qoʻshildi va aralashma vorteks yordamida 2 daqiqa aralashtirildi. Suv hammomida qoʻshimcha ravishda 5 daqiqa ultratovush bilan ishlov berilgach, nanonaychalar suspenziyasi 5000g da 10 daqiqa sentrifugalandi. Choʻkma ustidagi suyuqlik AFM oʻlchovlari uchun olindi va keyinchalik siRNA bilan funksionallashtirildi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Jung, A. (2007): Uglerod nanonaychalari asosidagi funksional materiallar. Dissertatsiya, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Gidroksiapatit biokeramikasi

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Nano-HAP sintezi uchun 40 mL hajmdagi 0,32M Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O eritmasi kichik laboratoriya stakaniga solindi. Soʻng taxminan 2,5 mL ammoniy gidroksid yordamida eritmaning pH qiymati 9,0 ga keltirildi. Keyin eritmaga ultratovush bilan ishlov berish uchun quyidagi ultratovush protsessori qoʻllanildi: UP50H (50 W, 30 kHz); u MS7 sonotrodi (sonotrod diametri 7mm) bilan jihozlangan boʻlib, 1 soat davomida maksimal 100% amplitudada ishlatildi. Birinchi soat oxirida 60 mL hajmdagi 0,19M [KH₂PO₄] eritmasi birinchi eritmaga asta-sekin tomchilab qoʻshildi, shu paytda ultratovush bilan nurlantirish ikkinchi soat davomida ham davom ettirildi. Aralashtirish jarayonida pH qiymati tekshirilib, 9 da saqlandi, Ca/P nisbati esa 1,67 da saqlandi. Soʻng eritma sentrifugalash (~2000 g) yordamida filtrlandi, shundan keyin hosil boʻlgan oq choʻkma issiqlik bilan ishlov berish uchun bir nechta namunaga taqsimlandi. Ikki namunalar toʻplami tayyorlandi: birinchisi quvurli pechda issiqlik bilan ishlov berish uchun oʻn ikkita namunadan, ikkinchisi esa mikrotoʻlqin bilan ishlov berish uchun beshta namunadan iborat edi
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP50H
Manba/ Ilmiy maqola:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): Nanometr oʻlchamidagi gidroksiapatit biokeramikasining hosil boʻlishiga issiqlik va ultratovushning taʼsiri. International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2083–2095.

Ultratovush yordamida maydalangan va disperslangan kalsiy gidroksiapatit

Noorganik fullerenga oʻxshash WS₂ nanozarrachalari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Nikel matritsasiga noorganik fulleren (IF)ga oʻxshash WS₂ nanozarrachalarini elektrolitik choʻktirish paytida ultratovush bilan ishlov berish yanada bir tekis va zich qoplama hosil boʻlishiga olib keladi. Bundan tashqari, ultratovushni qoʻllash metall choʻkmaga kiritilgan zarrachalarning massa foiziga (wt.%) sezilarli taʼsir koʻrsatadi. Shunday qilib, IF-WS₂ zarrachalarining nikel matritsasidagi massa ulushi 4,5 wt.% dan (faqat mexanik aralashtirish sharoitida hosil qilingan plyonkalarda) taxminan 7 wt.% gacha (ultratovush intensivligi 30 W cm^-2 boʻlgan sharoitda ultratovush bilan ishlov berib tayyorlangan plyonkalarda) ortadi.
Ni/IF-WS₂ nanokompozit qoplamalar standart nikel Watts vannasidan elektrolitik usulda choʻktirildi; bu vannaga sanoat sifatidagi IF-WS₂ (noorganik fullerenlar-WS₂) nanozarrachalari qoʻshilgan edi.
Tajriba uchun IF-WS₂ nikel Watts elektrolitlariga qoʻshildi va birgalikda choʻktirish tajribalaridan oldin suspenziyalar xona haroratida kamida 24 h davomida magnit aralashtirgich (300 rpm) yordamida jadal aralashtirildi. Elektrolitik choʻktirish jarayonidan bevosita oldin aglomeratsiyaning oldini olish uchun suspenziyalarga 10 min. davomida dastlabki ultratovush ishlovi berildi. Ultratovush nurlantirishi uchun UP200S zond turidagi ultratovush qurilmasi S14 sonotrodi (uchining diametri 14 mm) bilan 55% amplitudaga sozlandi.
Birgalikda choʻktirish tajribalari uchun hajmi 200 mL boʻlgan silindrsimon shisha hujayralar ishlatildi. Qoplamalar yassi tijoriy kam uglerodli poʻlat (St37 markali) katodlarga choʻktirildi; ularning yuzasi 3cm². Anod sof nikel folgasi (3cm²) boʻlib, idishning yon tomoniga, katodga yuzma-yuz joylashtirildi. Anod va katod orasidagi masofa 4cm edi. Tagliklar yogʻsizlantirildi, sovuq distillangan suvda chayildi, 15% HCl eritmasida faollashtirildi (1 min.) va yana distillangan suvda chayildi. Elektrolitik birgalikda choʻktirish oʻzgarmas tok zichligi 5,0 A dm^-2 boʻlgan sharoitda oʻzgarmas tok manbai (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350) yordamida 1 h davomida amalga oshirildi. Eritmaning butun hajmida zarrachalar konsentratsiyasini bir tekis saqlash uchun elektrolitik choʻktirish jarayonida ikkita aralashtirish usuli qoʻllanildi: hujayraning tubida joylashgan magnit aralashtirgich (ω = 300 rpm) yordamida mexanik aralashtirish hamda zond turidagi ultratovush qurilmasi yordamida ultratovush bilan ishlov berish: UP200S. Ultratovush zondi (sonotrod) eritmaga yuqoridan bevosita botirildi va ishchi hamda qarshi elektrodlar orasiga hech qanday toʻsilish boʻlmaydigan tarzda aniq joylashtirildi. Elektrokimyoviy tizimga yoʻnaltirilgan ultratovush intensivligi ultratovush amplitudasini boshqarish orqali oʻzgartirildi. Ushbu tadqiqotda uzluksiz rejimda tebranish amplitudasi 25, 55 va 75% ga sozlandi; bu ultratovush intensivligining mos ravishda 20, 30 va 40 W cm^-2 qiymatlariga mos keldi. Bu qiymatlar ultratovush quvvat oʻlchagichiga (Hielscher Ultrasonics) ulangan protsessor yordamida oʻlchandi. Elektrolit harorati termostat yordamida 55◦C da saqlandi. Harorat har bir tajribadan oldin va keyin oʻlchandi. Ultratovush energiyasi tufayli haroratning oshishi 2–4◦C dan oshmadi. Elektrolizdan keyin yuzaga zaif adsorbsiyalangan zarrachalarni olib tashlash uchun namunalar etanolda 1 min. davomida ultratovush bilan tozalandi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S S14 ultratovushli shoxi / sonotrodi bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Ultratovushli aralashtirish taʼsirida noorganik fullerenga oʻxshash WS2 nanozarrachalarini elektrolitik choʻktirilgan nikel matritsasiga birgalikda choʻktirish. Electrochimica Acta 114, 2013. 859–867.

Lateks sintezi

Ultratovushning qoʻllanilishi:
P(St-BA) lateksini tayyorlash
P(St-BA) poli(stirol-r-butil akrilat) P(St-BA) lateks zarrachalari DBSA sirt faol moddasi ishtirokida emulsiyali polimerlanish orqali sintez qilindi. Avval 1 g DBSA uch boʻyinli kolbada 100 mL suvda eritildi va eritmaning pH qiymati 2,0 ga sozlandi. 2,80 g St va 8,40 g BA aralash monomerlari AIBN initsiatori (0,168 g) bilan birga DBSA eritmasiga quyildi. O/W emulsiyasi 1 h davomida magnit aralashtirish, soʻng esa UIP1000hd qurilmasi yordamida muzli vannada yana 30 min davomida ultratovush bilan ishlov berish orqali tayyorlandi; qurilma ultratovushli shox (zond/ sonotrod) bilan jihozlangan edi. Nihoyat, polimerlanish azot atmosferasida moyli vannada 90degC da 2 h davomida amalga oshirildi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP1000hd
Manba/ Ilmiy maqola:
Toʻqilmagan mato tagligida poli(3,4-etilendioksitiofen)epoli(stirolsulfon kislota) (PEDOT:PSS)dan olingan egiluvchan elektr oʻtkazuvchan plyonkalarni tayyorlash. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143–148.
Lateksning ultratovush yordamidagi sintezi haqida batafsil oʻqish uchun shu yerni bosing!

Qoʻrgʻoshinni olib tashlash (ultratovush yordamida eritib ajratish)

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Ifloslangan tuproqdan qoʻrgʻoshinni ultratovush yordamida eritib ajratish:
Ultratovush yordamida eritib ajratish tajribalari UP400S ultratovushli qurilmasi yordamida oʻtkazildi; u titan tovush zondi (diametri 14mm) bilan jihozlangan boʻlib, 20kHz chastotada ishlaydi. Ultratovushli zond (sonotrod) kalorimetrik usulda kalibrlandi; ultratovush intensivligi 51 ± 0,4 W cm^-2 etib barcha ultratovush yordamida eritib ajratish tajribalari uchun belgilandi. Ultratovush yordamida eritib ajratish tajribalarida tubi tekis, tashqi qobiqli shisha hujayra yordamida harorat 25 ± 1°C da saqlandi. Ultratovush bilan ishlov berish sharoitida tuproqdan eritib ajratish eritmalari (0,1L) sifatida uchta tizim qoʻllanildi: 6 mL 0,3 mol L^-2 konsentratsiyali sirka kislotasi eritmasi (pH 3,24), 3% (v/v) nitrat kislotasi eritmasi (pH 0,17) va sirka kislotasi/atsetat buferi (pH 4,79); bu bufer 60mL 0f 0,3 mol L^-1 konsentratsiyali sirka kislotasini 19 mL 0,5 mol L^-1 konsentratsiyali NaOH bilan aralashtirib tayyorlandi. Ultratovush yordamida eritib ajratish jarayonidan soʻng eritib ajratilgan moddalar eritmasini tuproqdan ajratish uchun namunalar filtr qogʻozi bilan filtrlandi, keyin ushbu eritmadagi qoʻrgʻoshin elektrokimyoviy usulda choʻktirildi va ultratovush qoʻllangan tuproq kimyoviy parchalab eritildi.
Ultratovushning ifloslangan tuproqdan qoʻrgʻoshinni eritib ajratishni yaxshilashda foydali vosita ekanligi isbotlangan. Ultratovush, shuningdek, tuproqdan eritib ajratilishi mumkin boʻlgan qoʻrgʻoshinni deyarli toʻliq olib tashlashning samarali usuli boʻlib, natijada tuproqning xavflilik darajasi ancha kamayadi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S H14 sonotrodi bilan
Manba/ Ilmiy maqola:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Tuproqdan qoʻrgʻoshinni olib tashlash uchun ultratovush yordamida eritib ajratish va elektrokimyoviy ishlov berishni birgalikda qoʻllash. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195–199.

Nanozarrachalar suspenziyasini tayyorlash

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Nanozarrachalar suspenziyalarini tayyorlash uchun qoplanmagan nTiO2 (transmission elektron mikroskopiya (TEM) boʻyicha 5nm) va nZnO (TEM boʻyicha 20nm), shuningdek, polimer bilan qoplangan nTiO2 (TEM boʻyicha 3–4nm) va nZnO (TEM boʻyicha 3–9nm) kukunlari ishlatildi. Nanozarrachalarning kristall shakli nTiO2 uchun anataz, nZnO uchun esa amorf edi.
Bir necha tomchi deionizatsiyalangan (DI) suv boʻlgan 250mL li stakanga 0,1 g nanozarracha kukuni tortib solindi. Keyin nanozarrachalar zanglamaydigan poʻlat shpatel bilan aralashtirildi, stakanga DI suv qoʻshilib, hajm 200 mL ga yetkazildi va aralashtirildi. Soʻng 60 soniya davomida 90% amplitudada ultratovush bilan ishlov berish uchun Hielscher kompaniyasining UP200S ultratovushli protsessori qoʻllanildi, natijada 0,5 g/L konsentratsiyali boshlangʻich suspenziya olindi. Barcha boshlangʻich suspenziyalar 4°C da koʻpi bilan ikki kun saqlandi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S yoki UP200St
Manba/Ilmiy maqola:
Petosa, A. R. (2013): Toʻyingan donador gʻovak muhitlarda metall oksidi nanozarrachalarining koʻchishi, choʻkishi va agregatsiyasi: suv kimyosi, kollektor yuzasi va zarracha qoplamasining roli. Dissertatsiya, McGill universiteti, Monreal, Kvebek, Kanada 2013. 111–153.
Nanozarrachalarni ultratovush yordamida dispersiyalash haqida koʻproq maʼlumot olish uchun shu yerni bosing!

Magnetit nanozarrachalarini choʻktirish

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Magnetit (Fe₃O₄) nanozarrachalari temir(III) xlorid geksagidrat va temir(II) sulfat geptagidratning Fe3+/Fe2+ = 2:1 molyar nisbatli suvli eritmasini birgalikda choʻktirish orqali olinadi. Temir eritmasi mos ravishda konsentrlangan ammoniy gidroksid va natriy gidroksid bilan choʻktiriladi. Choʻktirish reaksiyasi ultratovush taʼsirida, reagentlarni ultratovushli oqimli reaktor kamerasidagi kavitatsiya zonasidan oʻtkazgan holda amalga oshiriladi. Har qanday pH gradiyentining oldini olish uchun choʻktiruvchi reagentni nasos yordamida ortiqcha miqdorda uzatish kerak. Magnetit zarrachalarining oʻlcham boʻyicha taqsimoti foton korrelyatsion spektroskopiyasi yordamida oʻlchangan. Ultratovush taʼsirida yuzaga keladigan aralashtirish zarrachalarning oʻrtacha oʻlchamini 12–14 nm dan taxminan 5–6 nm gacha kamaytiradi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP1000hd oqim hujayrasi reaktori bilan
Manba/Ilmiy maqola:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Temir(II,III) oksidi misolida ultratovushli oqimli reaktorda uzluksiz choʻktirish. ICVT, TU-Clausthal. GVC yillik yigʻilishida taqdim etilgan poster 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): Uzluksiz sonokimyoviy choʻktirish reaktorining ishlash parametrlari. 5. WCPT konferensiyasi materiallari, Orlando Fl., 23.-27. April 2006.
Ultratovush yordamida choʻktirish haqida koʻproq maʼlumot olish uchun shu yerni bosing!

Nikel kukunlari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Ishqoriy pH sharoitida (erishni oldini olish va sirtda NiO bilan boyigan kimyoviy turlarning hosil boʻlishiga koʻmaklashish uchun) polielektrolit bilan Ni kukunlari suspenziyasini tayyorlash; akril asosidagi polielektrolit va tetrametilammoniy gidroksid (TMAH).
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Mayoral, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): Konstruksion keramik plitkalarda oʻta oʻtkazuvchan qoplamalarni tayyorlash. Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041–3044.

PbS – Qoʻrgʻoshin sulfid nanozarrachalari sintezi

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Xona haroratida 0,151 g qoʻrgʻoshin atsetat (Pb(CH3COO)2.3H2O) va 0,03 g TAA (CH3CSNH2) quyidagi ionli suyuqlikning 5mL hajmiga, [EMIM] [EtSO4], hamda 50mL stakandagi 15mL ikki marta distillangan suvga qoʻshildi va aralashmaga UP200S yordamida 7 min davomida ultratovush bilan ishlov berildi. Ultratovush zondi/ sonotrod S1 uchi bevosita reaksiya eritmasiga botirildi. Hosil boʻlgan toʻq jigarrang suspenziyadan choʻkmani ajratib olish uchun u sentrifugalandi va reaksiyaga kirishmagan reagentlarni olib tashlash uchun tegishli ravishda ikki marta distillangan suv va etanol bilan ikki marta yuvildi. Ultratovushning mahsulotlar xossalariga taʼsirini oʻrganish uchun yana bir taqqoslash namunasi tayyorlandi; bunda reaksiya parametrlari oʻzgartirilmay, faqat mahsulot ultratovush nurlanishi yordamisiz 24 h davomida uzluksiz aralashtirish orqali tayyorlandi.
PbS nanozarrachalarini tayyorlash uchun xona haroratida suvli ionli suyuqlikda ultratovush yordamidagi sintez taklif etildi. Xona haroratida amalga oshiriladigan va atrof-muhitga zarar yetkazmaydigan ushbu ekologik usul tezkor boʻlib, shablon talab qilmaydi; bu sintez vaqtini sezilarli qisqartiradi va murakkab sintez jarayonlarini chetlab oʻtishga imkon beradi. Shu tarzda tayyorlangan nanoklasterlar 3,86 eV miqdoridagi juda katta koʻk siljishni namoyon qiladi; buni zarrachalarning juda kichik oʻlchami va kvant cheklanishi effekti bilan izohlash mumkin.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Suvli [EMIM][EtSO4] ionli suyuqlikda ultratovush nurlanishi yordamida PbS nanozarrachalarini xona haroratida oson tayyorlash va tavsiflash. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53–56.

Tozalangan nanonaychalar

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Soʻng tozalangan nanonaychalar 1,2-dixloroetan (DCE) ichida yuqori quvvatli ultratovush qurilmasi UP400S, 400W, 24 kHz) yordamida impulsli rejimda (sikllar) ultratovush bilan ishlov berish orqali suspenziya holatiga keltirilib, qora rangli suspenziya olindi. Keyin aglomeratsiyalangan nanonaychalar tutamlari 5000 rpm tezlikda 5 daqiqa davomida sentrifugalash bosqichida olib tashlandi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Witte, P. (2008): Biotibbiy va optoelektron qoʻllanilishlar uchun amfifil fullerenlar. Dissertatsiya, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

SAN/CNTs kompoziti

Ultratovushning qoʻllanilishi:
CNTs ni SAN matritsasida disperslash uchun zond turida ultratovush bilan ishlov berishga moʻljallangan sonotrodli Hielscher UIS250V ishlatildi. Avval CNTs 50mL distillangan suvda taxminan 30 min davomida ultratovush bilan ishlov berish orqali disperslandi. Eritmani barqarorlashtirish uchun eritmaning ~1% nisbatida SDS qoʻshildi. Shundan soʻng olingan CNTs ning suvli dispersiyasi polimer suspenziyasi bilan birlashtirildi va Heidolph RZR 2051 mexanik aralashtirgichi yordamida 30 min davomida aralashtirildi, keyin esa yana 30 min davomida takroran ultratovush bilan ishlov berildi. Tahlil uchun tarkibida turli konsentratsiyalarda CNTs boʻlgan SAN dispersiyalari Teflon qoliplarga quyildi va atrof-muhit haroratida 3–4 kun davomida quritildi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIS250v
Manba/ Ilmiy maqola:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): Stirol–akrilat/uglerod nanonaycha nanokompozitlari: mexanik, termik va elektr xossalari. Nashr: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 61/ 3, 2012. 172–177.

Kremniy karbid (SiC) nanokukuni

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Kremniy karbid (SiC) nanokukuni boʻyoqning tetragidrofuran eritmasida aglomeratlardan ajratildi va taqsimlandi; buning uchun Hielscher UP200S yuqori quvvatli ultratovush protsessori ishlatildi, uning ish paytidagi akustik quvvat zichligi 80 W/cm² edi. SiC dastlab oz miqdordagi yuvuvchi vosita qoʻshilgan sof erituvchida aglomeratlardan ajratildi, keyin boʻyoq qismlarga boʻlib ketma-ket qoʻshildi. Botirib qoplash va ipak toʻr orqali trafaretli bosish uchun tayyorlangan namunalar holatida butun jarayon mos ravishda 30 daqiqa va 60 daqiqa davom etdi. Erituvchining qaynashining oldini olish uchun ultratovush bilan ishlov berish vaqtida aralashmaning yetarli darajada sovitilishi taʼminlandi. Ultratovush bilan ishlov berilgach, tetragidrofuran rotatsion bugʻlatgichda bugʻlatildi va bosish uchun mos qovushqoqlikka erishish maqsadida aralashmaga qotiruvchi qoʻshildi. Botirib qoplash uchun tayyorlangan namunalarda hosil boʻlgan kompozitdagi SiC konsentratsiyasi 3% wt ni tashkil etdi. Ipak toʻr orqali trafaretli bosish uchun ikki turkum namuna tayyorlandi: dastlabki yeyilish va ishqalanish sinovlari uchun SiC miqdori 1 – 3% wt, yeyilish va ishqalanish sinovlari natijalari asosida kompozitlarni aniq sozlash uchun esa 1,6 – 2,4% wt boʻldi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP200S
Manba/ Ilmiy maqola:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Uzlukli yeyilishga qarshi nanokompozit naqshli elastik ip taranglagichi. Fibres & Textiles in Eastern Europe 17/ 1, 2009. 91–96.

SWNT bir devorli uglerod nanonaychalari

Ultratovushning qoʻllanilishi:
Sonokimyoviy sintez: 10 mg SWNT va 30ml 2%MCB eritmasi 10 mg SWNT va 30ml 2%MCB eritmasi, UP400S Ultratovush bilan ishlov berish intensivligi: 300 W/cm2, ultratovush bilan ishlov berish davomiyligi: 5h
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): Ultratovush bilan ishlov berish orqali bir devorli uglerod nanonaychalarini organik materiallar bilan kimyoviy reaksiyaga kiritishning oddiy usuli. Nano Letters 1/ 7, 2001. 361–363.

Tiol guruhlari kiritilgan SWCNTlar

Ultratovushning qoʻllanilishi:
25 mg tiol guruhlari kiritilgan SWCNTlar (2,1 mmol uglerod) 400W ultratovush protsessori yordamida 50 mL deionizatsiyalangan suvda suspenziya holiga keltirildi (UP400S). Keyin suspenziya yangi tayyorlangan Au(NP) eritmasiga qoʻshildi va aralashma 1h davomida aralashtirildi. Au(NP)-SWCNTlar mikrofiltrlash (sellyuloza nitrati) orqali ajratib olindi va deionizatsiyalangan suv bilan yaxshilab yuvildi. Filtrat qizil rangda edi, chunki kichik Au(NP) zarrachalari (oʻrtacha diametri ≈ 13 nm) filtr membranasidan (gʻovak oʻlchami 0,2μm) samarali oʻta olardi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UP400S
Manba/ Ilmiy maqola:
Jung, A. (2007): Uglerod nanonaychalari asosidagi funksional materiallar. Dissertatsiya, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / Perlit kompoziti

Ultratovushning qoʻllanilishi:
TiO2 /perlit kompozit materiallari tayyorlandi. Dastlab 5 mL titan izopropoksidi (TIPO), Aldrich 97%, 40 mL etanolda, Carlo Erba, eritildi va 30 min davomida aralashtirildi. Keyin 5 g perlit qoʻshildi va dispersiya 60 min davomida aralashtirildi. Aralashmani yanada gomogenizatsiya qilish uchun uchlikli ultratovush qurilmasi UIP1000hd ishlatildi. 2 min davomida ultratovush bilan ishlov berishda jami 1 Wh energiya kiritildi. Nihoyat, 100 mL suspenziya olish uchun suspenziyali aralashma etanol bilan suyultirildi va olingan suyuqlik prekursor eritmasi (PS) deb nomlandi. Tayyorlangan PS alangada purkash pirolizi tizimida qayta ishlashga tayyor edi.
Tavsiya etiladigan qurilma:
UIP1000hd
Manba/ Ilmiy maqola:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou,T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): TiO2/Perlit kompozitlarining alangada purkash pirolizi orqali bir bosqichli sintezi va ularning fotokatalitik xususiyatlari. International Journal of Photoenergy 2013.

Suyuqliklarga uzatilgan kuchli ultratovush jadal kavitatsiyani yuzaga keltiradi. Ekstremal kavitatsion taʼsirlar zarrachalarining oʻlchamlari submikron va nano diapazonlarda boʻlgan mayda kukunli suspenziyalarni hosil qiladi. Bundan tashqari, zarrachalarning sirt yuzasi faollashadi. Mikrooqim va zarba toʻlqinining taʼsiri hamda zarrachalararo toʻqnashuvlar qattiq moddalarning kimyoviy tarkibi va fizik morfologiyasiga sezilarli taʼsir koʻrsatadi, bu esa organik polimerlarning ham, noorganik qattiq moddalarning ham kimyoviy reaksiyaga kirishish qobiliyatini keskin oshirishi mumkin.

«Yemirilayotgan pufakchalar ichidagi ekstremal sharoitlar turli maqsadlarda, masalan, initsiatorlar qoʻshmasdan polimerlanishni boshlash uchun ishlatilishi mumkin boʻlgan yuqori reaksion faollikka ega kimyoviy zarrachalarni hosil qiladi. Yana bir misol sifatida, uchuvchan metallorganik prekursorlarning yuqori qaynash haroratiga ega erituvchilarda sonokimyoviy parchalanishi yuqori katalitik faollikka ega turli shakldagi nanostrukturali materiallarni hosil qiladi. Nanostrukturali metallar, qotishmalar, karbidlar va sulfidlar, nanometr oʻlchamli kolloidlar hamda tashuvchiga joylashtirilgan nanostrukturali katalizatorlarning barchasini ushbu umumiy usul bilan tayyorlash mumkin.»

[Suslick/ Price 1999: 323]

Adabiyotlar/Manbalar

• Suslick, K. S.; Price, G. J. (1999): Ultratovushning materiallar kimyosida qoʻllanilishi. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295–326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Istiqbolli fotooʻtkazuvchanlikka ega qatlamlarga ajratilgan CrPS4. Small, 16-jild, 1-son. January 9, 2020.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Molekulyar kristallarni ultratovush yordamida fragmentlarga ajratish. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Nanometr oʻlchamli gidroksiapatit biokeramikasining hosil boʻlishida issiqlik va ultratovush taʼsiri. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.