Hielscher Ultrasonics
Jarayoningizni muhokama qilishdan mamnun bo'lamiz.
Bizga qo'ng'iroq qiling: +49 3328 437-420
Bizga xat yuboring: info@hielscher.com

Nanoolmoslarning ultratovushli sintezi

  • Kuchli kavitatsion quvvat tufayli ultratovushli ultratovush grafitdan mikron va nano o'lchamdagi olmoslarni ishlab chiqarishning istiqbolli usuli hisoblanadi.
  • Mikro- va nano-kristalli olmoslar atmosfera bosimi va xona haroratida organik suyuqlikdagi grafit suspenziyasini ultratovush yordamida sintez qilish mumkin.
  • Ultrasonik shuningdek, sintezlangan nano olmoslarni qayta ishlash uchun foydali vositadir, chunki ultratovushli nanozarralarni juda samarali tarqatadi, deaglomeratsiya qiladi va funksionallashtiradi.

Nanodiamond bilan davolash uchun ultratovush

Nanoolmoslar (shuningdek, detonatsion olmoslar (DND) yoki ultradispers olmoslar (UDD) deb ataladi) o'ziga xos xususiyatlari bilan ajralib turadigan uglerod nanomateriallarining maxsus shaklidir, masalan, uning panjara tuzilishi, uning kattaligi sirt, shuningdek, noyob optik va magnit xususiyatlar - va istisno ilovalar. Ultradispers zarrachalarning xossalari bu materiallarni ajoyib funksiyalarga ega yangi materiallarni yaratish uchun innovatsion birikmalarga aylantiradi. Tuzdagi olmos zarralarining o'lchami taxminan 5 nm.

Nanoolmoslarning ultratovushli sintezi

Sonikatsiya yoki portlash kabi kuchli kuchlar ostida grafit olmosga aylanishi mumkin.

Ma'lumot so'rovi







Ultrasonik sintez qilingan nanoolmoslar

Olmos sintezi ilmiy va tijorat manfaatlariga oid muhim tadqiqot sohasidir. Mikro-kristalli va nano-kristalli olmos zarralarini sintez qilish uchun tez-tez ishlatiladigan jarayon yuqori bosimli yuqori harorat (HPHT) usuli hisoblanadi. Ushbu usul bilan butun dunyo bo'ylab sanoat olmos ta'minotining asosiy qismini ishlab chiqarish uchun o'n minglab atmosfera va 2000K dan ortiq harorat talab qilinadigan texnologik bosim hosil bo'ladi. Grafitni olmosga aylantirish uchun odatda yuqori bosim va yuqori harorat talab qilinadi va olmosning hosildorligini oshirish uchun katalizatorlar qo'llaniladi.
Transformatsiya uchun zarur bo'lgan ushbu talablar foydalanish orqali juda samarali tarzda yaratilishi mumkin yuqori quvvatli ultratovush (= past chastotali, yuqori intensivlikdagi ultratovush):

ultratovushli kavitatsiya

Suyuqlikdagi ultratovush mahalliy darajada juda ekstremal ta'sirlarni keltirib chiqaradi. Suyuqliklarni yuqori intensivlikda soniklashda, suyuqlik muhitiga tarqaladigan tovush to'lqinlari chastotaga bog'liq bo'lgan yuqori bosimli (siqilish) va past bosimli (kamdan-kam uchraydigan) tsikllarning o'zgarishiga olib keladi. Past bosimli aylanish jarayonida yuqori intensiv ultratovush to'lqinlari suyuqlikda kichik vakuum pufakchalari yoki bo'shliqlarni hosil qiladi. Pufakchalar energiyani o'zlashtira olmaydigan hajmga erishganda, ular yuqori bosimli aylanish jarayonida kuchli qulab tushadi. Bu hodisa deyiladi kavitatsiya. Portlash paytida mahalliy darajada juda yuqori haroratlar (taxminan 5000K) va bosimlarga (taxminan 2000atm) erishiladi. Kavitatsiya qabariqining portlashi natijasida 280 m/s gacha tezlikda suyuqlik oqimi ham paydo bo'ladi. (Suslick 1998) Ko'rinib turibdiki, mikro- va nano-kristalli olmoslar ultratovush sohasida sintezlanishi mumkin kavitatsiya.

Ushbu videoda biz sizga tozalanadigan shkafda inline ishlash uchun 2 kilovattli ultratovush tizimini ko'rsatamiz. Hielscher kimyo sanoati, farmatsevtika, kosmetika, neft-kimyo jarayonlari, shuningdek, erituvchi asosidagi ekstraksiya jarayonlari kabi deyarli barcha sohalarga ultratovush uskunalarini etkazib beradi. Bu tozalanadigan zanglamaydigan po'latdan yasalgan shkaf xavfli hududlarda ishlash uchun mo'ljallangan. Shu maqsadda, muhrlangan shkaf, yonuvchan gazlar yoki bug'larning shkafga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun mijoz tomonidan azot yoki toza havo bilan tozalanishi mumkin.

Xavfli hududlarda o'rnatish uchun tozalanadigan shkafdagi 2x 1000 vattli ultratovush apparatlari

Video eskizi

Nanoolmoslarni sintez qilish uchun ultratovushli protsedura

De-fakto, Xachatryan va boshqalarni o'rganish. (2008) olmos mikrokristallarini atmosfera bosimi va xona haroratida organik suyuqlikdagi grafit suspenziyasini ultratovush yordamida ham sintez qilish mumkinligini ko'rsatadi. Kavitatsiya suyuqligi sifatida past to'yingan bug' bosimi va yuqori qaynash harorati tufayli aromatik oligomerlar formulasi tanlangan. Bu suyuqlikda maxsus sof grafit kukuni mavjud – 100-200 mkm oralig'idagi zarrachalar bilan - to'xtatildi. Kachatryan va boshqalarning tajribalarida qattiq suyuqlikning og'irligi nisbati 1: 6, kavitatsiya suyuqligi zichligi 1,1 g sm ni tashkil etdi.-3 25 ° C da. Sonoreaktordagi maksimal ultratovush intensivligi 75-80 Vt sm ni tashkil etdi-2 15-16 bar tovush bosimi amplitudasiga mos keladi.
Taxminan 10% grafitni olmosga aylantirishga erishildi. Olmoslar deyarli edi mono-tarqalgan 6 yoki 9 mm ± 0,5 mkm oralig'ida juda o'tkir, yaxshi mo'ljallangan o'lchamga ega, kub bilan, kristalli morfologiya va yuqori tozalik.

Ultrasonik sintezlangan olmoslar (SEM tasvirlari): Yuqori quvvatli ultratovush nanoolmoslarni qo'zg'atish uchun zarur bo'lgan energiyani ta'minlaydi.' sintez

Ultrasonik sintez qilingan olmoslarning SEM tasvirlari: (a) va (b) rasmlarda 1-seriya namunasi, (c) va (d) 2-seriya namunasi ko'rsatilgan. [Xachatryan va boshq. 2008]

The xarajatlar Ushbu usul bilan ishlab chiqarilgan mikro va nanoolmoslar soni taxmin qilinmoqda raqobatbardosh yuqori bosimli yuqori harorat (HPHT) jarayoni bilan. Bu ultratovushni mikro va nano-olmoslarni sintez qilish uchun innovatsion alternativa qiladi (Khachatryan va boshq. 2008), ayniqsa nanoolmoslarni ishlab chiqarish jarayoni keyingi tadqiqotlar orqali optimallashtirilishi mumkin. Ultrasonik nanoolmos sintezining shirin nuqtasini aniqlash uchun amplituda, bosim, harorat, kavitatsiya suyuqligi va kontsentratsiya kabi ko'plab parametrlarni aniq tekshirish kerak.
Nanoolmoslarni sintez qilishda erishilgan natijalarga ko'ra, ultratovush yordamida hosil bo'ladi kavitatsiya kub bor nitridi, uglerod nitridi va boshqalar kabi boshqa muhim birikmalarni sintez qilish potentsialini taklif etadi (Khachatryan va boshq. 2008).
Bundan tashqari, ultratovushli nurlanish ostida ko'p devorli uglerod nanotubalaridan (MWCNTs) olmos nanosimlari va nanorodlarini yaratish mumkin ko'rinadi. Olmos nanosimlari ommaviy olmosning bir o'lchovli analoglari. Yuqori elastik moduli, mustahkamlik va og'irlik nisbati va uning sirtlarini funksionallashtirishning nisbatan qulayligi tufayli olmos nanomexanik dizaynlar uchun optimal material deb topildi. (Sun va boshq. 2004)

Nanoolmoslarning ultratovushli dispersiyasi

Yuqorida aytib o'tilganidek, deaglomeratsiya va zarrachalar hajmining teng taqsimlanishi nanoolmoslarning o'ziga xos xususiyatlarini muvaffaqiyatli ishlatish uchun zarurdir.
dispersiya va deaglomeratsiya ultratovush orqali ultratovush natijasidir kavitatsiya. Suyuqliklarga ultratovush ta'sirida suyuqlikka tarqaladigan tovush to'lqinlari yuqori bosimli va past bosimli aylanishlarning o'zgarishiga olib keladi. Bu alohida zarralar orasidagi tortishish kuchlariga mexanik stressni qo'llaydi. Suyuqlikdagi ultratovushli kavitatsiya 1000km/soat (taxminan 600mph) gacha bo'lgan yuqori tezlikdagi suyuqlik oqimlarini keltirib chiqaradi. Bunday oqimlar suyuqlikni zarrachalar orasidagi yuqori bosimda bosib, ularni bir-biridan ajratib turadi. Kichikroq zarralar suyuqlik oqimi bilan tezlashadi va yuqori tezlikda to'qnashadi. Bu ultratovushni tarqatish uchun samarali vositaga aylantiradi, lekin ayni paytda frezalash mikron o'lchamdagi va mikron o'lchamdagi zarrachalar.
Misol uchun, nanoolmoslar (o'rtacha hajmi taxminan 4 nm) va polistirol maxsus kompozitsiyani olish uchun siklogeksanda tarqatilishi mumkin. Ularning tadqiqotida Chipara va boshqalar. (2010) 0 dan 25% gacha og'irlikdagi nanoolmoslarni o'z ichiga olgan polistirol va nanoolmos kompozitsiyalarini tayyorladilar. Tenglikni olish uchun dispersiya, ular Hielscher bilan 60 daqiqa davomida eritmani soniklashdi UIP1000hd (1kVt).

Nanoolmoslarning ultratovushli funktsionalizatsiyasi

Har bir nano o'lchamdagi zarrachaning to'liq yuzasini funksionallashtirish uchun zarrachaning yuzasi kimyoviy reaktsiya uchun mavjud bo'lishi kerak. Bu yaxshi disperslangan zarralar zarracha yuzasiga tortilgan molekulalarning chegara qatlami bilan o'ralganligi sababli tekis va nozik dispersiya talab qilinadi. Nanoolmoslar yuzasiga yangi funktsional guruhlarni olish uchun bu chegara qatlamini buzish yoki olib tashlash kerak. Chegara qatlamini sindirish va olib tashlashning bu jarayoni ultratovush yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Suyuqlikka kiritilgan ultratovush turli xil ekstremal ta'sirlarni keltirib chiqaradi, masalan kavitatsiya, mahalliy darajada 2000K gacha bo'lgan juda yuqori harorat va 1000 km / soatgacha bo'lgan suyuqlik oqimlari. (Suslick 1998) Ushbu stress omillari orqali jalb qiluvchi kuchlarni (masalan, Van-der-Vaals kuchlari) engib o'tish mumkin va funktsional molekulalar zarracha yuzasiga, masalan, nanoolmos yuzasiga ko'chiriladi.

Kuchli ultratovush nurlanishida (masalan, Hielscher's UIP2000hdT bilan) nanoolmoslarni samarali sintez qilish, deagglomeratsiya qilish va funksionallashtirish mumkin bo'ladi.

1-sxema: Nanoolmoslarning in situ-deaglomeratsiyasi va sirt funksionallashuvi grafigi (Liang 2011)

Bead-Assisted Sonic Disintegration (BASD) bilan ishlov berish bilan o'tkazilgan tajribalar nanoolmoslarning sirt funktsiyasi uchun ham istiqbolli natijalarni ko'rsatdi. Shunday qilib, boncuklar (masalan, mikro o'lchamdagi keramik boncuklar, masalan, ZrO2 boncuklar) ultratovushni ta'minlash uchun ishlatilgan. kavitatsion nanoolmos zarrachalariga kuchlar. Deaglomeratsiya nanoolmos zarralari va ZrO o'rtasidagi zarralararo to'qnashuv tufayli sodir bo'ladi.2 boncuklar.
Zarrachalar yuzasi yaxshiroq mavjudligi sababli, Borni kamaytirish, arilizatsiya yoki silanizatsiya kabi kimyoviy reaktsiyalar uchun ultratovushli yoki BASD (boncuk yordamida ovozli parchalanish) oldindan ishlov berish tavsiya etiladi. Ultratovush yordamida Tarqatish va deaglomeratsiya kimyoviy reaksiya ancha to'liq davom etishi mumkin.

Yuqori quvvatli, past chastotali ultratovush suyuq muhitga kiritilganda kavitatsiya hosil bo'ladi.

Ultrasonik kaviatsiya natijasida haddan tashqari harorat va bosim farqlari va yuqori tezlikda suyuqlik oqimi paydo bo'ladi. Shunday qilib, kuchli ultratovush aralashtirish va frezalash ilovalari uchun muvaffaqiyatli ishlov berish usuli hisoblanadi.

Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!

Qo'shimcha ma'lumot olish uchun so'rang

Iltimos, ultratovushli protsessorlar, nanoolmos sintezi hamda tegishli ilovalar va narxlar haqida qo'shimcha ma'lumot so'rash uchun quyidagi shakldan foydalaning. Biz siz bilan nanoolmos jarayonini muhokama qilishdan va sizning talablaringizga javob beradigan ultratovushli tizimni taklif qilishdan mamnun bo'lamiz!









Iltimos, bizning Maxfiylik siyosati.





Adabiyot/Adabiyotlar

  • Xachatryan, A. X. va boshqalar: Ultrasonik kavitatsiya natijasida kelib chiqqan grafit-olmos o'zgarishi. In: Olmos & Tegishli materiallar 17, 2008; p931-936.
  • Galimov, Erik & Kudin, A. & Skorobogatskiy, V. & Plotnichenko, V. & Bondarev, O. & Zarubin, B. & Strazdovskiy, V. & Aronin, Aleksandr & Fisenko, A. & Bikov, I. & Barinov, A.. (2004): Kavitatsiya jarayonida olmos sintezining eksperimental tasdiqlanishi. Doklady fizika – DOKL PHYS. 49. 150-153.
  • Turcheniuk, K., Trecazzi, C., Deeleepojananan, C., & Mochalin, VN (2016): Nanoolmosning tuz yordamida ultratovushli deaggregatsiyasi. ACS amaliy materiallari & Interfeyslar, 8(38), 25461–25468.
  • Basma H. Al-Tamimiy, Imon I. Jabbor, Haysam M. At-Tamimiy (2919): Kavitatsiyaga asoslangan jarayon orqali grafit parchalaridan nanokristalli olmosning sintezi va tavsifi. Heliyon, 5-jild, 5-son, 2019-yil.
  • Krueger, A.: Nano o'lchamdagi olmosning tuzilishi va reaktivligi. In: J Mater Chem 18, 2008; 1485-1492-betlar.
  • Liang, Y .: Deagglomerierung und Oberflächenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels thermochemischer va mechanochemischer Methoden. Julius-Maximilian-Universität Würzburg dissertatsiyasi 2011 yil.
  • Osawa, E.: Monodispers yagona nanoolmos zarralari. In: Pure Appl Chem 80/7, 2008; 1365-1379-betlar.
  • Pramatarova, L. va boshq.: Tibbiy ilovalar uchun detonatsiyali nanoolmos zarralari bilan polimer kompozitlarining afzalligi. In: Biomimetika bo'yicha; 298-320-betlar.
  • Quyosh, L.; Gong, J.; Chju, D.; Chju, Z.; U, S .: Uglerod nanotubalaridan olmos nanorodlari. In: Ilg'or materiallar 16/2004. 1849-1853 yillar.
  • Suslick, KS: Kirk-Othmer kimyoviy texnologiya entsiklopediyasi. 4-nashr. J. Wiley & O'g'illari: Nyu-York; 26, 1998 yil; 517-541-betlar.
  • Chipara, AC va boshqalar: Polistirolda tarqalgan nanoolmos zarralarining termal xususiyatlari. HESTEC 2010.
  • El-Say, KM: Nanoolmoslar dori vositalarini etkazib berish tizimi sifatida: qo'llanilishi va istiqbollari. J Appl Pharm Sci 01/06, 2011 yilda; 29-39-betlar.

nanoolmoslar – Foydalanish va ilovalar

Nanoolmos donalari zeta-potentsial tufayli beqaror. Shunday qilib, ular agregatlar hosil qilishga moyildirlar. Nanoolmoslarning keng tarqalgan qo'llanilishi abraziv moddalar, kesish va parlatish asboblari va issiqlik qabul qiluvchilarda foydalanish hisoblanadi. Yana bir potentsial foydalanish - nanoolmoslarni farmatsevtik faol komponentlar uchun dori tashuvchisi sifatida qo'llash (Pramatarova qarang). tomonidan ultratovush, birinchidan, nanoolmoslarni grafitdan sintez qilish mumkin, ikkinchidan, aglomeratsiyaga moyil bo'lgan nanoolmoslar bir tekis bo'lishi mumkin. Tarqalgan suyuq muhitga (masalan, polishing agentini shakllantirish uchun).

Jarayoningizni muhokama qilishdan mamnun bo'lamiz.

Let's get in contact.