Nanoplaquetas u grafeno sintetizadas yéetel dispersadas yo'osal sonda sonicación
Le nanoplaquetas grafeno (GNP) ku páajtal sintetizar yéetel dispersar yéetel ka'anal eficiencia yéetel confiabilidad utilizando sonicadores. Le ultrasonicación ka'anal intensidad ku emplea utia'al u exfoliar le grafito yéetel kéen p'áatak grafeno manik jump'íit capas, tu menudo denominado nanoplaquetas grafeno. Le sonicación xan sobresale ti' le logro excelente distribución nanoplaquetas grafeno ti' suspensiones bajas yéetel ma'alob viscosas.
Procesamiento nanoplaquetas grafeno – Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob superiores yéetel Sonication
Utia'al u procesamiento nanoplaquetas grafeno, le sonicadores bin yano'ob sonda le le nu'ukula' asab eficiente, confiable yéetel ch'a'abil u biilankiltej. Dado ti' le ultrasonicación ku páajtal aplicar utia'al u síntesis, dispersión yéetel funcionalización nanoplaquetas grafeno, le sonicadores ku utilizan utia'al u numerosas aplicaciones ku relacionadas yéetel le grafeno:
- Exfoliación ka Síntesis Le sonicadores bin yano'ob sonda u utilizan utia'al u exfoliar grafito ti' grafeno ti' manik jump'íit capas wa nanoplaquetas grafeno. Le ultrasonicación ka'anal intensidad interrumpe le muuk' le capa intermedia yéetel descompone grafito ti' láminas individuales u asab mejen u grafeno.
- Dispersión: Kaxta'al u yúuchul jump'éel dispersión xan ti' le nanoplaquetas grafeno ti' jump'éel chúumuk líquido jach crucial utia'al tuláakal le aplicaciones relacionadas yéetel le grafeno. Le sonicadores bin yano'ob sonda páajtal dispersar le nanoplaquetas uniformemente tumen tuláakal le líquido, evitando le aglomeración yéetel asegurando jump'éel suspensión estable.
- Funcionalización: Le sonicación facilita u funcionalización le nanoplaquetas grafeno ti' le xan le unión ti' ku funcionales wa moléculas ti' u meyajo'ob. Le funcionalización mejora u compatibilidad yéetel polímeros wa materiales específicos.
Yaan dispersión ultrasónica utia'al u dispersión industrial ti' internet ichil nanoplaquetas grafeno
Síntesis nanoplaquetas grafeno yo'osal sonicación
Le nanoplaquetas grafeno ku páajtal sintetizar yo'osal exfoliación grafito asistida tumen ultrasonidos. Tune', jump'éel suspensión grafito ku soniliza utilizando jump'éel homogeneizador ultrasónico bin yano'ob sonda. Le procedimiento ku ts'o'ok probado yéetel concentraciones sólidos jach bajas (je'ebix, 4 ti Chúumuk ti' peso wa inferiores) u altas (je'ebix, 10 ti chúumuk te' peso wa asab).
Ghanem and Rehim (2018) report the ultrasonic exfoliation of graphite in water with the aid of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDS) in order to prepare dispersed graphene nanoplatelets using a the probe-type sonicator UP 100H allowed for the successful preparation of defect-free few-layer graphene (>5). The following precursor was used: reduced graphene nanosheets were prepared via Hummer method and treated with two additional steps, oxidation of graphite followed by reduction of graphene oxide. Thereby, dispersed graphene nanoplatelets were obtained in water via solvent dispersion method (see scheme below). Graphite layers were exfoliated with sonication using the probe-type sonicator UP100H (100 W). 0.25 g SDS was dissolved in 150 mL deionized water and then 0.5 g of graphite was added. The graphite solution was sonicated for 12h in an ice bath and then the suspension solution was centrifuged at 686× g for 30 min to remove the large particles. The precipitate was discarded and supernatant was re-centrifuged for 90 min at 12,600× g. The obtained dispersed graphene nanoplatelets were washed well several times to get rid of the surfactant. Finally, the product was dried at 60ºC under vacuum.
Máak microscopio electrónico u yaantal ka'anal resolución nanoláminas u grafeno obtenidas
Yo'osal dispersión fase acuosa asistida tumen ultrasonidos yéetel método Hummer.
(Xook yéetel gráfico: Ghanem yéetel Rehim, 2018).
Máakalmáak le jela'anil in ichil le láminas grafeno yéetel le nanoplaquetas
Le láminas grafeno yéetel le nanoplaquetas grafeno le nanomateriales compuestos ti' grafeno, lela' tin juunal capa átomos u carbono dispuestos ti' jump'éel páawo'ob hexagonal. Yaan k'iine' le láminas grafeno yéetel le nanoplaquetas grafeno ku utilizan bey términos intercambiables. Chéen ba'ale' científicamente, yaan Jayp'éel diferencias ichil le nanomateriales grafeno: le noj bejo' jela'anil in ichil le láminas grafeno yéetel le nanoplaquetas grafeno radica ti' u ba'ax ka grosor. Le láminas grafeno consisten te' tin juunal capa átomos carbono yéetel le excepcionalmente bek'ech suumo'ob, ka' jo'op' u le nanoplaquetas grafeno ku asab poloktak yéetel táan compuestas ya'ab k'oja'ano'ob capas u grafeno apiladas. Táan a diferencias estructurales táan u béeytal u afectar u propiedades yéetel idoneidad utia'al u aplicaciones específicas. U búukinta'al sonicadores bin yano'ob sonda u ti'al jump'éel láaka ma'alob efectiva ka eficiente sintetizar, dispersar yéetel funcionalizar láminas grafeno tin juunal capa grafeno, bey nanoplaquetas u grafeno apiladas u manik jump'íit capas.
Visualización gráfica ti' le síntesis ultrasónica ti' nanoplaquetas grafeno utilizando sonicador UP100H
(Xook yéetel gráfico: Ghanem yéetel Rehim, 2018).
Sonicador bin yano'ob sonda UP400St utia'al u wa u dispersiones nanoplaquetas grafeno beetik
Dispersión nanoplaquetas grafeno yo'osal sonicación
Le dispersión xan ti' le nanoplaquetas grafeno (GNP). le crucial ti' kúuchilo'ob aplicaciones tumen afecta Jun le propiedades yéetel le rendimiento ti' le materiales wa yik'áalil resultantes. Tune', ku instalan sonicadores utia'al u dispersiones nanoplaquetas grafeno ti' kúuchilo'ob industrias. Le je'ela' industrias le ejemplos destacados uti'al u ti' le ultrasonido potencia:
- Nano-compuestos: Le nanoplaquetas grafeno ku páajtal incorporar ti' ya'ab materiales nanocompuestos, bey polímeros, yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u propiedades mecánicas, eléctricas yéetel térmicas. Le sonicadores bin yano'ob sonda ku yáantiko'ob dispersar uniformemente le nanoplaquetas ichil le matriz polimérica, ku resulta ti' jump'éel ma'alo'ob rendimiento le.
- Electrodos ka baterías: Le nanoplaquetas grafeno u utilizan le ma'alo'ob electrodos ka'anal rendimiento yo'osal baterías yéetel supercondensadores. Le sonicación ku yáantik crear materiales electrodos yéetel grafeno ma'alob dispersos yéetel asab yo'osal u superficie, ku mejora le k'iinil almacenamiento energía.
- Catálisis: Le sonicación ku páajtal utilizar utia'al u mentik materiales catalíticos basados nanoplaquetas grafeno. Le dispersión xan u nanopartículas catalíticas way le grafeno je'el u páajtal u ma'alo'obkíinsiko'ob u actividad catalítica ti' kúuchilo'ob reacciones.
- Sensores: Le nanoplaquetas grafeno ku páajtal emplear ti' le fabricación sensores ti' kúuchilo'ob aplicaciones, incluida detección gases, le biodetección yéetel le monitoreo ambiental. Le sonicación garantiza jump'éel distribución homogénea ti' le nanoplaquetas ti' le materiales le sensor, ku mejora le sensibilidad yéetel le rendimiento.
- Revestimientos ka películas: Le sonicadores bin yano'ob sonda u utilizan utia'al u mentik recubrimientos yéetel películas yéetel nanoplaquetas grafeno utia'al u aplicaciones ti' electrónica, aeroespacial yéetel recubrimientos protectores. Le dispersión xan yéetel le adhesión jach u nupmo'ob ti' le sustratos ku cruciales utia'al a aplicaciones.
- Aplicaciones biomédicas: Tu aplicaciones biomédicas, le nanoplaquetas grafeno ku páajtal utilizar yo'osal u ma'alo'ob meyaj ku beetik fármacos, máak yéetel ingeniería jach. Le sonicación ku yáantik ti' wa u nanopartículas ka compuestos basados ti' grafeno utilizados ti' le aplicaciones.
Máak SEM u nanoplaquetas grafeno te' (b) X 3000 yéetel (c) X 8000
(Xook yéetel máak: ©Alizadeh et ti' le., 2018).
Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob probados tumen le ciencia utia'al u dispersiones ultrasónicas u nanoplaquetas grafeno
Le científicos ts'o'ok u utilizado sonicadores u Hielscher yo'osal le síntesis yéetel dispersión nanoplaquetas grafeno ti' numerosos xook yéetel u probado vigorosamente le táanil le ultrasonicación. Tu continuación u kaxtik Ts'ts'e'ek utia'al u mezcla exitosa u nanoplaquetas grafeno ti' jejeláas mezclas, bey lodos acuosos, resinas expuestas wa mortero.
Juntúul procedimiento común utia'al u dispersión confiable, rápida yéetel xan u nanoplaquetas grafeno le le uláak' procedimiento:
Utia'al le dispersión, le nanoplaquetas grafeno ku sonicaron ichil acetona way utilizando le mezclador ultrasónico UP400S ti' Hielscher ichil óol jump'éel p'isib utia'al Jech jump'éel aglomeración láminas grafeno. Le acetona ku eliminó completamente tumen evaporación. Ts'o'okole', le nanoplaquetas grafeno ku agregaron ti' le 1 ti chúumuk tu peso le yaan epoxi yéetel u sonicaron ti' u resina epoxi ti' 90W ichil 15 minutos.
(cf. Cakir et ti' le., 2016).
Uláak' xook investiga le refuerzo nanofluidos iónicos yéetel líquido (ionanofluidos) yo'osal le adición nanoplaquetas grafeno. Utia'al u jump'éel dispersión superior, mezcla nanoplaquetas grafeno, líquido iónico yéetel dodecilbenceno sulfonato sodio ku homogeneizó utilizando le sonicador bin yano'ob sonda Hielscher UP200S ichil jump'éel 90 minutos.
(cf. Alizadeh et ti' le., 2018).
Tragazikis et ti' le. (2019) informan yóok'ol le incorporación efectiva ti' nanoplaquetas grafeno ti' le mortero. Tune', ku produjeron suspensiones acuosas u grafeno yo'osal le adición nanoplaquetas, u pesos inscritos tumen le contenido objetivo deseable ti' le materiales resultantes, tu mezclas ja' le grifo regular yéetel plastificante yéetel posterior agitación magnética ichil 2 min. Le suspensiones ku homogeneizaron tumen ultrasonido ichil 90 min ti' temperatura ambiente, utilizando jump'éel dispositivo Hielscher UP400S (Hielscher Ultrasonics GmbH) equipado yéetel juntúul sonotrodo 22 mm u k'u'ubul jump'éel rendimiento potencia 4500 J leti' min jump'éel frecuencia 24 kHz. Le combinación específica u tasa energía yéetel ku bisik le sonicación ku estableció bey óptima ka' jump'éel investigación meticulosa u efecto le parámetros ultrasonidos le ma'alobil le suspensión.
(cf. Tragazikis et ti' le., 2019).
Zainal et ti' le. (2018) afirman ti' u investigación ti' jump'éel láaka dispersión úuchuk, bey le sonicación, garantiza ti' le nanomateriales bey le nanoplaquetas grafeno páajtal ma'alo'obkíinsiko'ob le propiedades le materiales xa'ak'óol. Le ba'ala' k'a'ana'an u jaajile' ti' le dispersión ba'axi' juntúul le ba'ax asab importantes utia'al u producción nanocompuestos u ka'anal calidad bey le lechada epoxi.
Muestra u BMIM-PF6 Chen séen (izquierda) yéetel ionanofluido preparado tumen ultrasonidos u le 2 ti Chúumuk ti' peso (derecha).
(Xook yéetel máak: ©Alizadeh et ti' le., 2018).
Sonicadores u ka'anal rendimiento utia'al u procesamiento nanoplaquetas grafeno
Hielscher Ultrasonics jach le líder k'íiwiko' ka lela' ultrasonidos ka'anal rendimiento utia'al u procesamiento nanomateriales. Le sonicadores bin yano'ob sonda Hielscher ku utilizan way yóok'ol kaabe' ti' laboratorios yéetel entornos industriales utia'al u kúuchilo'ob aplicaciones, incluido procesamiento nanoplaquetas grafeno.
Le ma'alo'obtal máax k'oja'an, le artesanía yéetel le ingeniería alemanas, bey le chowak yaan técnica ku betiko'ob Hielscher Ultrasonics u socio preferido ti' jump'éel ka'anatako'ob ultrasónica exitosa.
- ka'anal eficiencia
- Ma'alo'obtal u ts'ook generación
- fiabilidad & robustez
- Kaambalil yo'osal u tuukula' ajustable yéetel preciso
- lote & ti' internet ichil
- utia'al u je'el volumen
- software na'at
- Noj inteligentes (je'ebix, programable, protocolo datos, kaambalil yo'osal remoto).
- Chéen ch'a'abil yéetel seguro u operar
- Yáanal mantenimiento
- CIP (limpieza in situ).
Diseño, Fabricación yéetel Consultoría – Calidad Made in Germany
Le ultrasonidos Hielscher le u k'ajóolta'ano'ob tuméen u asab ka'anatako'ob estándares calidad yéetel diseño. Le robustez yéetel ch'a'abil operación permiten le integración ma' toop u k ultrasonidos ti' kúuchilo'ob industriales. Le condiciones talam yéetel le entornos exigentes le uchik manejados tumen le ultrasonidos Hielscher.
Hielscher Ultrasonics le jump'éel empresa certificada ISO yéetel ts'áabal yaabilajech énfasis ti' ultrasonidos ka'anal rendimiento yéetel ma'alo'obtal u yéetel facilidad búukinta'al. Ba'axten supuesto le ultrasonidos Hielscher cumplen yéetel le CE yéetel cumplen yéetel le requisitos UL, CSA yéetel RoHs.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento u aproximado k ultrasonicators:
| Volumen lote | Tasa flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 u 1.5mL | N.a. | VialTweeter | 1 u 500mL | 10 200 mL leti' min | UP100H |
| 10 u 2000mL | 20 400 mL leti' min. | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ti' 20L | 0.2 u 4 L leti' min | UIP2000hdT |
| 10 ti' 100L | 2 10 L leti' min | UIP4000hdT |
| 15 u 150L | 3 ti' 15L leti' min | UIP6000hdT |
| N.a. | 10 100 L leti' min | UIP16000 |
| N.a. | asab nojoch | Cluster u UIP16000 |
Ti' máax ku yéetel to'on! Leti' k'áatiko'ob k!
Hielscher Ultrasonidos fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsión yéetel extracción ti' laboratorio, piloto yéetel escala industrial.
Literatura leti' Referencias
- Ghanem, A.F.; Abdel Rehim, M.H. (2018): Assisted Tip Sonication Approach for Graphene Synthesis in Aqueous Dispersion. Biomedicines 6, 63; 2018.
- Zainal, Nurfarahin; Arifin, Hanis; Zardasti, Libriati; Yahaya, Nordin; Lim, Kar Sing; Lai, Jian; Noor, Norhazilan (2018): Tensile Properties of Epoxy Grout Incorporating Graphene Nanoplatelets for Pipeline Repair. MATEC Web of Conferences, 2018.
- Ferit Cakir, Habib Uysal, Volkan Acar (2016): Experimental modal analysis of masonry arches strengthened with graphene nanoplatelets reinforced prepreg composites. Measurement, Volume 90, 2016. 233-241.
- Jalal Alizadeh, Mostafa Keshavarz Moraveji (2018): An experimental evaluation on thermophysical properties of functionalized graphene nanoplatelets ionanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, Volume 98, 2018. 31-40.
- Ilias Κ. Tragazikis, Konstantinos G. Dassios, Panagiota T. Dalla, Dimitrios A. Exarchos (2019): Theodore E. Matikas (2019): Acoustic emission investigation of the effect of graphene on the fracture behavior of cement mortars. Engineering Fracture Mechanics, Volume 210, 2019. 444-451.
- Matta, S.; Rizzi, L.G.; Frache, A. (2021): PET Foams Surface Treated with Graphene Nanoplatelets: Evaluation of Thermal Resistance and Flame Retardancy. Polymers 2021, 13, 501.
Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Graphene Sheets vs Graphene Nanoplatelets
Both, graphene sheets and graphene nanoplatelets are graphite-derived nanostructures. The table below highlights the most prominent differences between graphene sheets and graphene nanoplatelets.
| Differentiation | láminas grafeno | Nanoplaquetas grafeno |
|---|---|---|
| Structure | Graphene sheets are typically single layers of graphene with a two-dimensional structure. They can be very large and continuous, extending over macroscopic areas. | Graphene nanoplatelets are smaller and thicker compared to individual graphene sheets. They consist of multiple layers of graphene stacked on top of each other, forming platelet-like structures. The number of layers in a nanoplatelet can vary, but it is typically in the range of a few to several dozen layers |
| Thickness | These are single-layer graphene structures, so they are extremely thin, typically just one atom thick. | These are thicker than single-layer graphene sheets because they consist of multiple graphene layers stacked together. The thickness of graphene nanoplatelets depends on the number of layers they contain. |
| Propiedades | Single-layer graphene sheets have exceptional properties, such as high electrical conductivity, thermal conductivity, and mechanical strength. They also exhibit unique electronic properties, like quantum confinement effects. | Graphene nanoplatelets retain some of the excellent properties of graphene, such as high electrical and thermal conductivity, but they may not be as exceptional as single-layer graphene in these aspects due to the presence of multiple layers. However, they still offer advantages over traditional carbon materials. |
| aplicaciones | Single-layer graphene sheets have a wide range of potential applications, including in electronics, nanocomposites, sensors, and more. They are often used for their exceptional electronic properties. | Graphene nanoplatelets are used in various applications, such as reinforcing materials in composites, lubricants, energy storage devices, and as additives to improve the properties of other materials. Their thicker structure makes them easier to disperse in certain matrices compared to single-layer graphene. |
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento Laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.