Bix dispersar nanotubos carbono pak'o' yéetel individualmente
Le nanotubos carbono pak'o' simple (SWNT wa SWCNT) ti'ob yáantajo'ob únicas, ba'ale' utia'al expresar le k'a'abéet dispersar ku individualmente. Utia'al aprovechar ti' le k'aas le yáantajo'ob excepcionales ti' le nanotubos carbono pak'o' simple, le tubos k'a'abéet desenredar u tumen k'iini'. Le SWNT a el igual que uláak' nanopartículas, muestran muuk' u atracción jach altas, yo'olal le ba'ax K'abéet u jump'éel láaka potente ka eficiente ti' jump'éel desaglomeración yéetel u dispersión fiables. Ka' jo'op' u le kaambalilo'ob ti' mezcla habituales ma' proporcionan le intensidad k'a'abeto'ob utia'al u desenredar le SWNT ma' dañar le, U ts'o'ok demostrado ti' le ultrasonidos ka'anal potencia desenredan yéetel dispersan le SWCNT. Le muuk' u cizallamiento cavitacional generadas tumen ultrasonidos le u píibo' potentes bey utia'al superar le muuk' unión, ka' jo'op' u intensidad le ultrasonidos u ajustar u yéetel precisión utia'al Jech le loob le SWCNT.
Talamil:
Le nanotubos carbono pak'o' simple (SWCNT) difieren ti' le nanotubos carbono pak'o' múltiple (MWNT leti' MWCNT) tuméen u propiedades eléctricas. Le banda prohibida ti' le SWCNT je'el u páajtal u variar u cero u 2 eV yéetel u conductividad eléctrica ye'esa'al jump'éel comportamiento metálico wa semiconductor. Dado ti' le nanotubos carbono pak'o' simple le ma'alob cohesivos, juntúul k'ajle' obstáculos ti' le procesamiento SWCNT leti' le insolubilidad inherente ti' le tubos ti' solventes orgánicos wa ja'. Utia'al u aprovechar tuláakal le potencial le SWCNT, K'abéet u jump'éel tuukula' desaglomeración le tubos sencillo, fiable yéetel escalable. Especialmente, u funcionalización le pak' laterales wa le extremos abiertos ti' CNT ch'a'iko'ob jump'éel interfaz jach u nupmo'ob ichil le SWCNT yéetel le solvente orgánico ku ts'aik bey resultado jump'éel exfoliación parcial ti' le SWCNT, chéen. Tune', le SWCNT ku dispersan chuunil laat'a'an bix ka beetik kúuchil suumo'ob desaglomeradas individuales. Wa le condiciones ichil le dispersión ku jach duras, le SWCNT ku acortarán tu longitudes ichil 80 yéetel 200 nm. Utia'al u óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le aplicaciones prácticas, es decir utia'al u SWCNT semiconductores wa u refuerzo, le longitud Chichan jach.
Solución:
Le ultrasonicación jach jump'éel método jach xoknáalo'obo' dispersión yéetel desaglomeración nanotubos carbono, ts'o'ok u le ondas ultrasónicas ti' ultrasonidos ka'anal intensidad generan cavitación te' ts'a'abal. Le sonoras ondas ba'ax ku propagan ti' le chúumuk líquido ts'aik kúuchil ciclos alternos u ka'anal presión (compresión) yéetel baja presión (rarefacción), yéetel tasas dependen ti' le frecuencia. Ichil le ciclo baja presión, le ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad crean mejen burbujas u vacío wa vacíos ti' le líquido. Ka le burbujas alcanzan jump'éel volumen le ts'o'ok ma' táan u béeytal múuch'ik energía, colapsan violentamente ichil jump'éel ciclo ka'anal presión. Le Uláak ba'al denomina ku cavitación. Ichil le implosión ku alcanzan localmente temperaturas jach altas (aprox. 5.000 k'uj) yéetel presiones (aprox. 2.000 atm). Implosión le burbuja cavitación xan ts'aik kúuchil ti' chooj ta'an líquido tak 280 m leti' s u velocidad. Táan a corrientes ti' chorro líquido resultantes ti' cavitación ultrasónica, superan le muuk' unión ichil le nanotubos carbono yéetel, tune', le nanotubos ku desaglomeran. Jump'éel Ts'a'akal ultrasónico O'olkij yéetel controlado jach jump'éel yáax método ch'a'iko'ob suspensiones estabilizadas yéetel surfactante u SWCNT dispersos u nojoch longitud. Utia'al u producción controlada ti' SWCNT, le procesadores ultrasónicos ti' Hielscher permiten meyaj yéetel amplia gama conjuntos parámetros ultrasónicos. Le amplitud ultrasónica, u presión le líquido yéetel u composición le líquido páajtal variar, respectivamente, bin le yéetel u le tuukula' específicos. Le je'ela' ku posibilidades variables ti' ajustes, tales como
- Amplitudes sonotrodo tak 170 micras
- Presiones líquido tak 10 bares
- caudales líquido tak 15 l leti' min (dependiendo de le tuukula').
- temperaturas le líquido tak 80 ° C (uláak' temperaturas yáanal pedido).
- Viscosidad le xooko'obo' tak 100.000cp
Nu'ukulo'ob ultrasónicos
Hielscher k'u'ubul jump'éel ka'anal rendimiento Procesadores ultrasónicos utia'al u sonicación Amal volumen. Le dispositivos ultrasónicos u 50 vatios u 16.000 vatios, ba'ax ku páajtal configurar ti' ku, permiten u kaxtik le ultrasonido adecuado utia'al Amal ka'anatako'ob, tuukulo'oba' ti' le laboratorio bey ti' le industria. Utia'al u dispersión sofisticada ti' le nanotubos, ku recomienda jump'éel sonicación continua. Utilizando le celdas flujo Hielscher, jach páajtal dispersar CNT te' ts'a'abal ka'anal viscosidad bey polímeros, fundidos ka'anal viscosidad yéetel termoplásticos.
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Bibliografía leti' Referencias
- Cheng, Qiaohuan; Debnath, Sourabhi; Gregan, Elizabeth; Byrne, Hugh J. (2010): Ultrasound-Assisted SWNTs Dispersion: Effects of Sonication Parameters and Solvent Properties. The Journal of Physical Chemistry C, 114(19), 2010. 8821–8827.
- Tenent, Robert; Barnes, Teresa; Bergeson, Jeremy; Ferguson, Andrew; To, Bobby; Gedvilas, Lynn; Heben, Michael; Blackburn, Jeffrey (2009): Ultrasmooth, Large‐Area, High‐Uniformity, Conductive Transparent Single‐Walled‐Carbon‐Nanotube Films for Photovoltaics Produced by Ultrasonic Spraying. Advanced Materials. 21. 3210 – 3216.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Le dispositivos ultrasónicos suelen denominar sonicador sonda, homogeneizador u ultrasonidos, lisor sónico, disruptor u ultrasonidos, triturador u ultrasonidos, sono-ruptor, sonificador, desmembrador sónico, disruptor t'aan, dispersor wa disolvente ultrasónico. Le jejeláas términos ku resultado le kúuchilo'ob aplicaciones u páajtal u beetik le sonicación.