Yuqori quvvatli ultrasonikatsiya zarrachalar aglomeratlarini samarali va ishonchli tarzda parchalaydi va hatto asosiy zarrachalarni parchalaydi. Yuqori samarali dispersiya ko'rsatkichlari tufayli bir xil nanopartikulli suspenziyalarni yaratish uchun zond tipidagi ultrasonikatorlar afzal ko'riladi.

Ultrasonikatsiya orqali ishonchli nanopartikulyar dispersiya

Ko'pgina sanoat tarmoqlari yuklangan nanopartikullar ishlab chiqarishni talab qiladi. Nanopartikulalar - bu zarracha kattaligi 100 nm dan kichik bo'lgan qattiq jismlar. Nanopartikulalar zarrachalarning kichik o'lchamlari tufayli o'ziga xos xususiyatlarni ifodalaydi, masalan, ajoyib kuch, qattiqlik, optik xususiyatlar, egiluvchanlik, ultrabinafsha o'tkazuvchanlik, o'tkazuvchanlik, elektr va elektromagnit (EM) xususiyatlari, korroziyaga qarshi, tirnalishga qarshilik va boshqa g'ayrioddiy xususiyatlar.
Yuqori chastotali, past chastotali ultratovush kuchli akustik kavitatsiyani hosil qiladi, bu kesish kuchlari, juda yuqori bosim va harorat farqlari va turbulentlik kabi o'ta og'ir sharoitlar bilan tavsiflanadi. Bu kavitatsion kuchlar zarrachalarni tezlashtiradi, bu zarrachalararo to'qnashuvga olib keladi va natijada zarrachalarning parchalanishiga olib keladi. Binobarin, zarracha kattaligi egri chiziqli va bir xil taqsimlangan nano tuzilmali materiallar olinadi.
Ultrasonik dispersiyali uskunalar pastdan juda yuqori yopishqoqlikka ega bo'lgan har qanday nanomateriallarni suvda va organik erituvchilarda qayta ishlash uchun javob beradi.

Ultrasonik uglerod nanotubalarining tarqalishi

Ultrasonik disperserlar uglerod nanotubalarini (CNT) tarqatish uchun keng qo'llaniladi. Sonikatsiya-bitta devorli uglerod nanotubalarini (SWCNT), shuningdek ko'p devorli uglerod nanotubalarini (MWCNT) ajratish va tarqatishning ishonchli usuli. Masalan, yuqori o'tkazuvchan termoplastik polimer ishlab chiqarish uchun yuqori tozaligi (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; tashqi diametri 9,5 nm; sofligi 95 +%) Hielscher UP200S bilan 30 min davomida ultratovush bilan tarqatilgan. xona haroratida. Ultrasonik tarzda tarqalgan Nanocyl® 3100 MWCNTs, epoksi qatronlar tarkibida w/w 1% konsentratsiyasida, taxminan, yuqori o'tkazuvchanlikni ko'rsatdi. 1,5 × 10-2 S /m.

Nikel nanopartikullarining ultratovushli dispersiyasi

Nikel nanohissachalarini ultratovushli gidrazinni kamaytirish sintezi orqali muvaffaqiyatli ishlab chiqarish mumkin. Gidrazinni qisqartirish sintezi marshruti nikel xloridni gidrazin bilan kimyoviy kamaytirish yo'li bilan sharsimon shaklidagi sof metall nikel nanohissalarini tayyorlashga imkon beradi. Adam tadqiqot guruhi ultratovush tekshiruvini ko'rsatdi – yordamida Hielscher UP200HT (200 Vt, 26 kHz) – O'rnatilgan haroratdan qat'i nazar, o'rtacha birlamchi kristalit hajmini (7-8 nm) saqlab turishga qodir edi, shu bilan birga, sonikatsiyaning qizg'in va qisqa davrlarini qo'llash ikkilamchi, yig'ilgan zarrachalarning solvodinamik diametrini 710 nm dan 190 nm gacha kamaytirishi mumkin edi. har qanday sirt faol moddalar. Eng yuqori kislotalilik va katalitik faollik engil (30 Vt chiqish quvvati) va uzluksiz ultratovush bilan ishlov berilgan nanopartikullar uchun o'lchandi. Nanopartikullarning katalitik xatti-harakatlari Suzuki-Miyaura o'zaro bog'lanish reaktsiyasida an'anaviy va ultratovushli usullar bilan tayyorlangan beshta namunada sinovdan o'tkazildi. Ultrasonik tarzda tayyorlangan katalizatorlar odatda yaxshiroq ishlaydilar va eng yuqori katalitik faollik past quvvatli (30 Vt) uzluksiz sonikatsiya ostida tayyorlangan nanopartikullar bo'yicha o'lchandi.
Ultratovushli davolash nanopartikullarning yig'ilish tendentsiyasiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatdi: kuchli massa almashinuvi bilan vayron qilingan kavitatsiya bo'shliqlarining defragmentatsiyalash ta'siri vayron qilingan kavitatsiya bo'shliqlarining jozibali elektrostatikasini yengib o'tishi mumkin, bunda kuchli massa o'tkazilishi jozibali elektrostatik va van derni yengishi mumkin edi. Zarrachalar orasidagi kuchlar.
(qarang Adam va boshq. 2020)

Vollastonit nanopartikullarining ultratovushli sintezi

Vollastonit - bu CaSiO3 kimyoviy formulali kaltsiy inosilikatli mineral, Wollastonit qurilish sanoatida sement, shisha, g'isht va kafel ishlab chiqarish uchun komponent sifatida, po'lat quyish oqimida, shuningdek ishlab chiqarishda qo'shimchalar sifatida keng qo'llaniladi. qoplamalar va bo'yoqlar. Masalan, vollastonit armatura, qotish, yog'ning past singishi va boshqa yaxshilanishlarni ta'minlaydi. Vollastonitning mustahkamlovchi xususiyatlariga ega bo'lish uchun nano miqyosli deagglomeratsiya va bir xil dispersiya zarur.
Dordane va Doroodmand (2021) o'z tadqiqotlarida ultratovushli dispersiya vollastonit nanopartikullarining hajmi va morfologiyasini sezilarli darajada ta'sir qiluvchi juda muhim omil ekanligini ko'rsatdi. Sonlastikaning vollastonit nano-dispersiyasiga qo'shgan hissasini baholash uchun tadqiqot guruhi yuqori quvvatli ultratovushli va qo'llanilmasdan vollastonit nanohissalarini sintez qildi. Tadqiqotchilar o'zlarining sonikatsiya sinovlarida Ultrasonik protsessor UP200H (Hielscher Ultrasonics) 24 kHz chastotali 45,0 min. Ultrasonik nano-dispersiya natijalari quyida yuqori aniqlikdagi SEMda ko'rsatilgan. SEM tasviri aniq ko'rsatadiki, ultratovush bilan ishlov berishdan oldin vollastonit namunasi to'plangan va yig'ilgan; UP200H ultrasonikator bilan sonikatsiyadan so'ng vollastonit zarrachalarining o'rtacha kattaligi taxminan. 10nm. Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, ultratovushli dispersiya vollastonit nanopartikullarini sintez qilishning ishonchli va samarali usuli hisoblanadi. Nanopartikulalarning o'rtacha hajmini ultratovushli ishlov berish parametrlarini sozlash orqali boshqarish mumkin.
(qarang: Dordan va Doroodmand, 2021)

Wollastonite nanopartikullarining (A) ultrasoniklanishdan oldin va keyin (B) SEM tasvirlari Ultrasonik protsessor UP200H 45,0 min.
O'qish va rasm: © Dordane va Doroodmand, 2021.

Ultrasonik nanofiller dispersiyasi

Sonikatsiya - bu nanofillerlarni suyuqliklar va bulamaclarda, masalan polimerlar, epoksi qatronlar, sertleştiriciler, termoplastiklarda tarqatish va deaglomeratsiyalashning ko'p qirrali usuli, shuning uchun sonifikatsiya Rda yuqori samarali dispersiya usuli sifatida keng qo'llaniladi.&D va sanoat ishlab chiqarish.
Zanghellini va boshqalar. (2021) epoksi qatronlaridagi nanofillerlar uchun ultratovushli dispersiya texnikasini o'rgangan. U sonikatsiyaning nanofillerlarning kichik va yuqori kontsentratsiyasini polimer matritsaga tarqatishga qodirligini ko'rsatishi mumkin edi.
Har xil formulalarni solishtirganda, 0,5% og'irlikdagi oksidlangan CNT barcha sonikatsiyalangan namunalarning eng yaxshi natijalarini ko'rsatdi, natijada aglomeratlarning ko'pchiligining uchta rulonli tegirmonda ishlab chiqarilgan namunalar bilan taqqoslanadigan diapazonlari aniqlandi. dispersiya ichidagi perkolatsiya tarmog'i, bu cho'kindi qatlamlarga nisbatan barqarorlikka va shuning uchun to'g'ri barqarorlikka ishora qiladi. To'ldiruvchilarning yuqori miqdori ham xuddi shunday yaxshi natijalarni ko'rsatdi, lekin aniqroq ichki tarmoqlar va biroz kattaroq aglomeratlarning paydo bo'lishi. Hatto uglerodli nanofibralar (CNF) ham sonikatsiya orqali muvaffaqiyatli tarqatilishi mumkin edi. AQShning nanofillerlarni qattiqlashtiruvchi tizimlarda qo'shimcha erituvchilarsiz to'g'ridan-to'g'ri tarqalishiga muvaffaqiyatli erishildi va shuning uchun uni sanoat maqsadlarida ishlatish mumkin bo'lgan oddiy va to'g'ri dispersiya usuli sifatida ko'rish mumkin. (qarang: Zanghellini va boshqalar, 2021)

Qattiqlashtirgichda prob-tipli ultrasonikatsiya yordamida tarqatilgan har xil nanofillerlarni solishtirish): (a) 0,5% uglerodli nanofiber (CNF); (b) 0,5% og'irlikdagi CNToksid; (v) 0,5% og'irlikdagi uglerod nanotubkasi (CNT); (d) 0,5% og'irlikdagi CNT yarim dispersiyali.
O'qish va rasm: © Zanghellini va boshqalar, 2021

Nanopartikullarning ultrasonik tarqalishi – Ilmiy jihatdan isbotlangan

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ultratovushli dispersiya nanopartikullarni suyuqlikda yuqori kontsentratsiyada ham degaglomeratsiya qilish va tarqatishning eng yaxshi usullaridan biridir. Masalan, Vikash (2020) Hielscher ultrasonik disperseri UP400S yordamida yopishqoq suyuqliklarda yuqori nano-kremniyli yuklarning tarqalishini o'rgangan. U o'z tadqiqotida "nanopartikullarning barqaror va bir xil dispersiyasiga yopishqoq suyuqliklarni qattiq qattiq yuklanishida ultra-sonikatsion qurilma yordamida erishish mumkin" degan xulosaga keladi. [Vikash, 2020]

Nanopartikulyar dispersiya uchun yuqori samarali ultrasonik protsessorlar

Hielscher Ultrasonics-bu laboratoriya va uchuvchidan to to'liq sanoat tizimigacha ishonchli yuqori samarali ultrasonik uskunalar uchun sizning ishonchli etkazib beruvchingiz. Hielscher ultratovush tekshiruvi’ qurilmalar murakkab apparat, aqlli dasturiy ta'minot va foydalanuvchilarga qulayligi bilan ajralib turadi – Germaniyada ishlab chiqarilgan va ishlab chiqarilgan. Hielscher -ning dispersiya, deagglomeratsiya, nanopartikullar sintezi va funksionalizatsiyasi uchun kuchli ultratovushli mashinalari to'liq yuk ostida 24/7/365 ishlaydi. Sizning jarayoningizga va ishlab chiqarish imkoniyatingizga qarab, bizning ultrasonikatorlarimiz partiyali yoki uzluksiz onlayn rejimda ishlashi mumkin. Sonotrodlar (ultratovushli zondlar), kuchaytiruvchi shoxlar, oqim hujayralari va reaktorlar kabi turli xil aksessuarlar tayyor.
Qo'shimcha texnik ma'lumotlar, ilmiy tadqiqotlar, protokollar va ultratovushli nano-dispersiyali tizimlarimiz uchun kotirovka olish uchun hozir biz bilan bog'laning! Bizning yaxshi o'qitilgan, tajribali xodimlarimiz sizning nano-ilovangizni siz bilan muhokama qilishdan xursand bo'lishadi!

Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi: