Sonofragmentación: le efecto le ultrasonidos potencia ti' le rotura partículas

Le sonofragmentación describe le rotura partículas ti' fragmentos Buka'aj nanométrico yo'osal ultrasonidos ka'anal potencia. U jela'anil in le desaglomeración yéetel molienda ultrasónicas u náats'al – Tu'ux le partículas ku trituran yéetel p'atikuba'ob chuunil laat'a'an tumen colisión ichil partículas – , le sonofragementación ku jelkunaj tumen le interacción directa ichil le partícula yéetel le onda choque. Le ultrasonidos ka'anal potencia leti' baja frecuencia crean cavitación yéetel, tune', intensas muuk' cizallamiento ti' ts'a'abal. Le condiciones extremas ti' colapso u burbujas cavitacionales yéetel colisión interparticular trituran le partículas tak sutk'esiko'ob le ti' xooko'obo' Buka'aj jach fino.

Producción ka preparación ultrasónica u nanopartículas

Le táanil le ultrasonidos potencia utia'al u producción nanomateriales le ma'alob conocidos: Dispersación, Desaglomeración yéetel Molienda & Le molienda, bey le fragmentación tumen sonicación, suelen u le k'áate' método xoknáalo'obo' utia'al u k'aax Nano Partículas. Le ba'ala' es especialmente jaaj le lela' nanomateriales jach finos yéetel funcionalidades especiales, ts'o'ok u yéetel le Buka'aj nanométrico ku expresan yáantajo'ob ti' partícula únicas. Ch'a'iko'ob nanomateriales yéetel funcionalidades específicas, yaan garantizar jump'éel tuukula' sonicación xan yéetel fiable. Hielscher suministra nu'ukulo'ob ultrasónicos tak le escala laboratorio tak le Buka'aj producción comercial u k'iini'.

Sono-fragmentación tumen cavitación

Yaan tu jool potentes muuk' ultrasónicas ti' le ts'a'abal crea condiciones extremas. Ka le ultrasonidos propagan ka'a líquido, le ondas ultrasónicas ts'aik kúuchil ciclos alternos compresión yéetel rarefacción (ciclos alta yéetel baja presión). Ichil le ciclos baja presión, surgen mejen burbujas u vacío ti' le líquido. Lelo'oba' cavitación Le burbujas ku nuuktal a lo largo de ya'ab ciclos baja presión tak ka alcanzan jump'éel Buka'aj le ma' táan u béeytal múuch'ik asab energía. Ti' le noj wóolis energía absorbida yéetel Buka'aj burbuja, le burbuja cavitación colapsa violentamente yéetel crea condiciones localmente extremas. Debido a le implosión ti' le cavitación burbujas, temperaturas jach altas u aprox. 5000K yéetel presiones aprox. 2000atm u alcanzan localmente. Le implosión ts'aik kúuchil ti' chooj ta'an líquido tak 280 m leti' s (≈1000 kilómetro leti' h) u velocidad. Le sonofragmentación describe u búukinta'al a muuk' intensas utia'al u fragmentar partículas ti' dimensiones asab mejen ti' le rango submicrónico yéetel nanométrico. Yéetel juntúul sonicación progresiva, u páajtalil le partículas ku yúuchul tu beel angular esférica, ba'ax ku beetik le partículas k'áati' asab valiosas. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob le sonofragmentación ku expresan bey tasa fragmentación, u describe en función de le yaan tu energía, le volumen sonicado yéetel le Buka'aj le aglomerados.
Kusters et ti' le. (1994) investigaron le fragmentación asistida tumen ultrasonidos aglomerados en relación con u jant p'áatalij energía. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob le investigadores "indican ka tu láaka dispersión ultrasónica u páajtal u jach xoknáalo'obo' bey le kaambalilo'ob convencionales u molienda. Le beetik industrial ti' le dispersión ultrasónica (je'ebix, sondas asab nukuch, rendimiento continuo ti' le suspensión) je'el alterar ba'al le k'iino'oba' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob, ba'ale' tu general ku pa'ta'al u u jant p'áatalij específico ti' energía ma' je'el u jaajil le selección le láaka comminutron, sino asab ma'alo'ob u Buka'aj u ba'al utia'al producir partículas extremadamente finas (submicrónicas)". [Kusters et le. 1994] Especialmente utia'al u polvos erosionantes bey Sílice wa zirconio, ku chíikbes ti' le energía específica requerida tumen unidad juuch' juuch'bil ka'ach menor tumen molienda ultrasónica u le ti' le métodos ku molienda convencionales. Le ultrasonicación afecta ti' le partículas ma' chéen yo'osal le molienda yéetel le esmerilado, sino xan yo'osal u pulido le sólidos. Ti' le modo, u páajtal in kaxtik ka'anal esfericidad le partículas.

Sonofragmentación utia'al u cristalización nanomateriales

"Wa bien yaan manik jump'íit dudas ti' u le colisiones ichil partículas ocurren ti' lodos cristales moleculares irradiados yéetel ultrasonidos, ma' le le fuente dominante ti' fragmentación. U jela'anil in ti' le cristales moleculares, le partículas metálicas ma' le dañadas Jun tuméen le ondas choque yéetel chéen u páajtal u yiliko'ob u afectadas tumen le colisiones ichil partículas asab intensas (Ba'ale' jach asab jela'antak ka). Le k'eexpajal ti' le mecanismos dominantes ti' sonicación polvos metálicos kíinsa'ab tu táan le lodos aspirina ts'áabal u manifiesto le diferencias ti' le propiedades ti' le partículas metálicas maleables yéetel le cristales moleculares friables". [Zeiger leti' Suslick 2011 14532]

Sonofragmentación partículas aspirina [Zeiger leti' Suslick 2011]

Gopi et ti' le. (2008) investigaron fabricación partículas cerámicas u alúmina submicrométricas u ka'anal pureza (predominantemente ti' le rango inferior ti' 100 nm) ichil piensos Buka'aj micrométrico (je'ebix, 70-80 μm) utilizando sonofragmentación. Observaron jump'éel k'eexpajal significativo ti' u boonil yéetel u páajtalil le partículas ba'alo'ob yéetel k'at u alúmina bey resultado le sonofragmentación. Le partículas Buka'aj micrométrico, submicrométrico yéetel nanométrico páajtal kéen p'áatak u uchik yo'osal sonicación ka'anal potencia. Esfericidad le partículas aumentó yéetel le aumento ti' le k'iin ken ti' le jach yáax acústico.

Dispersión tu surfactante

Debido a le xoknáalo'obo' rotura ultrasónica ti' le partículas, u búukinta'al tensioactivos le tuukulo'obo' utia'al Jech desaglomeración le partículas submicrónicas yéetel nanométricas obtenidas. Buka'aj menor je'el le Buka'aj le partículas, mayor yaan u relación ichil le superficie yéetel le superficie, ba'ax k'a'ana'an báats'tik u yéetel tensioactivo utia'al u mantener le ti' suspensión yéetel Jech le coagualación (aglomeración) ti' le partículas. Ventaja le ultrasonicación reside ti' le efecto dispersante: Simultáneamente le molienda yéetel le fragmentación, le ultrasonidos dispersan le fragmentos u partículas trituradas yéetel le tensioactivo, ti' modo ba'ax ku evita (óol) tumen k'iini' u aglomeración le nanopartículas.

producción industrial

Ti' ten in k'íiwiko' yéetel nano xooko'obo' ka'anal calidad ku exprese funcionalidades extraordinarias, k'a'abet jump'éel nu'ukulil procesamiento confiable. Le ultrasonidos tak 16 kW tumen unidad u páajtal u agrupar permiten procesamiento flujos volumen prácticamente ilimitados. Óolal ti' Jaajal le escalabilidad jaatsatako'ob lineal ti' le procesos ultrasónicos, le aplicaciones ultrasónicas páajtal probarse xma' riesgos ti' le laboratorio, optimizar escala sobremesa yéetel ku implementar u xma' talamilo'ob ti' le internet ichil producción. Dado u le nu'ukulil le ultrasónico ma' k'a'abet juntúul nuxi' kúuchil, u páajtal adaptar u ti' le flujos u tuukula' existentes. Operación ch'a'abil yéetel u je'el monitorear ka ejecutar ti' le kaambalil yo'osal remoto, ka' jo'op' u mantenimiento juntúul t.u.m ultrasónico le óol descuidado.

Distribución le Buka'aj partícula yéetel máak SEM ti' le aleación bey je'el ti' Bi2Te3 ka'ache' yéetel ka' u molienda ultrasónica. jump'éel – Distribución le Buka'aj le partículas; b – Wíimbala' SEM bey ma' u molienda ultrasónica; c – Wíimbala' SEM ka' u fresado ultrasónico ti' 4 h; d – Wíimbala' SEM ka' u molienda ultrasónica ti' 8 h.
fuente: Márquez-García et ti' le. 2015.

Bibliografía leti' Referencias