Ma'alo'obtal u ultrasonido Hielscher

Ultrasónico síntesis nano-diamantes

  • Debido a u intensa muuk' cavitacional, potencia u ultrasonido u ti'al jump'éel técnica prometedora producir tamaño micrones yéetel nano diamantes grafito.
  • Páajtal sintetizar diamantes micro - yéetel nano-cristalino sonicando jump'éel suspensión grafito ti' orgánico líquido presión atmosférica yéetel temperatura ambiente.
  • Ultrasonido xan le jump'éel nu'ukula' útil ti' le procesamiento posterior ti' le diamantes ku nano sintetizado, bey ultrasonidos dispersa, deagglomerates yéetel functionalizes nano partículas jach eficaces.

Ultrasonidos utia'al u Ts'a'akal nanodiamantes

Nano-diamantes (xan llamado detonación diamantes (DND) wa diamantes ultradispersed (UDD)) ku jump'éel bix yaabilajech u nanomateriales carbono ku jelkunaj yo'osal yáantajo'ob únicas, tales bey u enrejado u estructura, u nojoch superficie, bey bix k'áate' óptica ka magnética propiedades ka aplicaciones excepcionales. Le propiedades le partículas ultradispersed ku betiko'ob le materiales compuestos innovadores utia'al u sukbenilo'ob túumben materiales yéetel noj extraordinarias. Le Buka'aj le partículas diamante ti' le hollín jach u 5nm.

Ultrasónico síntesis nano-diamantes

Yáanal muuk' intensas, bey sonicación wa detonación, ku páajtal transformar grafito ti' diamante.

Nano-diamantes sintetizados yo'osal ultrasonidos

Le síntesis diamantes jach jump'éel jach yáax investigación k'a'abéet en relación con u intereses científicos yéetel comerciales. Le tuukula' utilizado utia'al u síntesis partículas diamante microcristalino yéetel nano-cristalino jach tu láaka ka'anal presión ka'anal temperatura (HPHT). Tuméen le método, le presión tuukula' k'a'abet u decenas u miles atmósferas yéetel temperaturas u asab 2000 k'uj ku u generadas utia'al u producir le asab nu'ukulil le oferta mundial ti' diamante industrial. Utia'al u transformación grafito ti' diamante, tu general altas presiones yéetel temperaturas altas requieren, ka catalizadores u utilizan utia'al u ya'abtal le producción diamantes.
Le requisitos k'a'abeto'ob utia'al u transformación páajtal generar u jach eficientemente tumen u búukinta'al u Ultrasonido alta potencia (= u baja frecuencia, ultrasonido ka'anal intensidad):

Cavitación ultrasónica

Ultrasonido te' ts'a'abal causa táanil localmente jach extremos. Le ken sonicando líquidos ti' altas intensidades, le sonoras ondas ba'ax ku propagan ti' medios ts'a'abal resultado alternando ciclos baja presión (rarefacción), yéetel tarifas dependiendo de le frecuencia yéetel ka'anal presión (compresión). Ichil le ciclo baja presión, le ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad crean mejen burbujas u vacío wa u jool ti' le líquido. Ka le burbujas alcanzan jump'éel volumen ku ts'o'ok ma' u páajtal u múuch'ik le energía, colapsan violentamente ichil jump'éel ciclo ka'anal presión. Le Uláak ba'al u denomina cavitación. Ichil le implosión jach elevadas (aprox. 5, 000 k'uj) yéetel presiones (aprox. 2, 000atm) ku alcanzan localmente. Implosión le burbuja cavitación xan ya'ala'al máaxo'ob máano'ob te' chooj ta'an líquidos ku tak velocidad u 280 m/s. (Suslick 1998). Jach obvio in micro - yéetel Nano-cristalino diamantes páajtal sintetizar u ti' le jach yáax le ultrasónica cavitación.

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Procedimiento ultrasónico utia'al u síntesis nano-diamantes

U jaajile' ti', le xooko' Khachatryan et el., (2008) ye'esik u microcristales diamante xan páajtal u sintetizados tumen le ultrasonidos jump'éel suspensión grafito ti' orgánico líquido presión atmosférica yéetel temperatura ambiente. Bix u fluido u cavitación, jump'éel fórmula oligómeros aromáticos u sido yéeyik debido a u presión u vapor saturado u t'okik yéetel u ka'anal ch'aaj ju'uch'ul. Ti' le líquido, le tuunicha' grafito Chen séen u yaabilajech – yéetel partículas ti' le rango ichil 100-200 μm - ts'o'ok sido suspendido. Ti' le experimentos Kachatryan et el., le relación sólido-líquido peso ka'ach 1:6, densidad u fluido le cavitación yóok'ol le 1.1g cm-3 u 25° kuxtal Le wóolis intensidad ultrasónica ti' le sonoreactor ts'o'ok u sido cm 75-80W-2 ichil jump'éel amplitud presión acústica u 15-16 bar.
U sido u náakal yan jump'éel 10 ti chúumuk tzeltalo'obo' u grafito u diamante. Le diamantes óol u bino'ob. dispersión ba'ats yéetel jump'éel Buka'aj Jach k'a'am, ma'alob meenta'an ti' le rango ti' 6 wa 9μm ± 0. 5μm, yéetel cúbico, cristalino morfología yéetel ka'anal pureza.

Ultrasónicamente sintetiza diamantes (yochelo'ob SEM): ultrasonido ka'anal potencia proporciona le energía k'a'abeto'ob utia'al inducir nano-diamantes' síntesis

Máak SEM le diamantes sintetizados yo'osal ultrasonidos: cuadros (u) yéetel (b) we'esik u serie le muestra 1 (c) yéetel (Mulix) le serie ye'esik 2. [Khachatryan et el. 2008]

Le Baajux u micro - yéetel nano-diamantes producidos tumen le método ku estiman competitivo yéetel le tuukula' ka'anal presión ka'anal temperatura (HPHT). Le je'ela' ku ultrasonido jump'éel alternativa innovadora utia'al u síntesis micro - yéetel nano-diamantes (Khachatryan et el. 2008), especialmente je'el bix ku páajtal optimizar le tuukula' producción nano-diamantes tumen asab investigaciones. Ya'ab parámetros u tal amplitud, presión, temperatura, fluidos cavitación yéetel concentración k'a'abéet u beel examinadas yéetel precisión utia'al u descubrir le ch'aaj ch'ujuk ti' le síntesis nanodiamantes ultrasónico.
Tuméen ya'ala'al máaxo'ob máano'ob obtenidos ti' le síntesis nano-diamantes, asab ultrasonidos generados cavitación k'u'ubul le potencial utia'al u síntesis uláak' compuestos importantes, tales bey nitruro cúbico ti' le boro, nitruro carbono etc. (Khachatryan et el., 2008).
Ku ts'o'okole', bey u páajtal crear nanocables diamante yéetel nanobarras nanotubos carbono multipared (beyo') yáanal irradiación ultrasónica. Nanohilos diamante le análogos unidimensionales diamante granel. Debido a u ka'anal xook elástico, resistencia peso yéetel le relativa facilidad yéetel u meyajo'ob páajtal u funcionalizadas, diamond u ts'o'ok Kaxa'antbil utia'al le xooko'obo' óptimo utia'al u diseños nanomecánicos. (Sun et el. 2004).

Dispersión ultrasónica u nano-diamantes

Bey ts'o'ok u describió, le desaglomeración yéetel le distribución Buka'aj partícula páajtal ti' le ka'a le yo'osal le exitosa explotación yáantajo'ob únicas ti' nano-diamantes tu láakal.
dispersión ka Desaglomeración Tuméen ultrasonidos le jump'éel resultado ultrasonido cavitación. Ka ye'esik u ts'a'abal ti' le ultrasonido le sonoras ondas ba'ax ku propagan ti' le líquido resultado alternando ciclos u ka'anal presión yéetel baja presión. Le ba'ala' aplica tensión kanáanil ti' le muuk' atracción ichil le partículas individuales. Cavitación ultrasónica te' ts'a'abal u yaantal chooj ta'an ku líquido ka'anal velocidad tak 1000 kilómetro leti' hr (aprox. 600 mph). Tales chooj ta'an Pulsa u líquido u ka'anal presión ichil le partículas yéetel p'atikuba'ob unos u láak'o'ob. Le asab mejen partículas ku aceleran yéetel le chooj ta'an líquido yéetel chocarán altas velocidades. Le je'ela' ku beetik u le ultrasonido ka'a xoknáalo'obo' utia'al u dispersión sino xan utia'al u U fresado u partículas Buka'aj micrones yéetel sub micrones Buka'aj.
Je'ebix, nano-diamantes (Buka'aj chúumuk u acerca u 4nm) yéetel le poliestireno ku páajtal dispersar ti' ciclohexano tia'al jump'éel compuesto yaabilajech. Ti' u xook, Chipara et le (2010) séen preparado compuestos poliestireno yéetel nano-diamantes, ku ya'alik nano-diamantes ti' jump'éel rango ichil 0 yéetel 25 ti Chúumuk ti' peso. Tia'al jump'éel dispersión, sonicada solución 60 minutos yéetel u Hielscher UIP1000hd (1kW).

Ultrasonidos asistida funcionalización nano-diamantes

Utia'al u funcionalización le superficie completa u Amal partículas Buka'aj nanométrico, u superficie le partícula k'a'ana'an yaantal disponible utia'al u reacción química. Lela' u k'áat u ya'al ti' jump'éel dispersión xan yéetel fina jach k'a'abeto'ob ts'o'ok u le partículas ma'alob dispersadas táan rodeadas tumen juntúul capa moléculas atraídas u superficie le partícula. Tia'al túumben ku funcionales ti' le superficie nano-diamantes, le capa límite yaan u u káachal wa eliminado. Le tuukula' rotura yéetel remoción le capa límite u páajtal u tumen ultrasonido.
Ultrasonido tu líquido genera ya'ab táanil extremos tales bey cavitación, localmente jach u ka'anal temperatura tak 2000 k'uj yéetel chooj ta'an ku líquido tak 1000 kilómetro leti'e' hr. (Suslick 1998) yo'olal le ba'ax estrés páajtal superar le muuk' atracción (je'ebix, muuk' u bino'ob-der-Waals) yéetel le moléculas funcionales ku bisa'al u superficie le partícula ti' funcionalizar, je'el, le superficie nano-diamantes.

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

Esquema 1: Gráfico le in situ-desaglomeración yéetel funcionalización meyajo'ob nano-diamantes (2011 Liang).

Experimentos yéetel u Ts'a'akal desintegración Sonic Bead-Assisted (BASD) séen-e'asa'abij resultados prometedores utia'al u funcionalization superficie nano-diamantes beyo'. Tune', ti' (e.g. tamaño micro cerámica bey ti' ZrO2) ku séen utilizado utia'al u aplicar le ultrasonidos cavitacional muuk' yóok'ol le partículas nanodiamantes. Le desaglomeración tuukul a debido a le colisión interparticular ichil le partículas nanodiamantes yéetel le ZrO2 ti'.
Debido ti' le utsil disponibilidad superficie partículas, utia'al reacciones químicas tales como reducción ti' Boran, cetonas wa silanización, jump'éel ultrasonido wa BASD Ts'a'akal previo (desintegración sonic u asistida grano) utia'al propósito dispersión le jach recomendable. Tuméen ultrasónico U dispersión ka Desaglomeración le reacción química je'el u páajtal u proceder jach asab k'iini'.

Ka jach le ultrasonido ka'anal potencia, baja frecuencia ts'otik ti' jump'éel chúumuk líquido, u genera le cavitación.

Caviatation ultrasónica ku ts'aik bey resultado diferencias extremas temperatura yéetel presión yéetel ka'anal velocidad chooj ta'an líquidos. Tune', u le ultrasonido jach jump'éel método u Ts'a'akal acertado utia'al xa'ak'tik yéetel aplicaciones u fresado.

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T'aan yéetel to'on yóok'ol u kajtalo'ob ichil u procesamiento. Recomendamos le parámetros configuración yéetel u le tuukula' asab adecuados utia'al u tsol.





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Literatura leti' referencias

  • Chipara, U. kuxtal et el.: propiedades térmicas u nanodiamantes partículas dispersaron ti' poliestireno. HESTEC 2010.
  • Le wa'alik, M. k'uj.: Nano-diamantes bey juntúul t.u.m k'u'ubul medicamentos: ka'anatako'ob ka prospectiva. Ti' J Appl Pharm Sci 01 leti' 06 ti' 2011; págs. 29-39.
  • Khachatryan, U. Kh. et el.: transformación grafito diamante inducido tumen le cavitación. Ti': diamante & Materiales relacionados 17, 2008; pp931-936.
  • Krueger, U.: Le ba'ax ka reactividad u diamante le nanoescala. Ti': J Mater Chem 18, 2008; PP. 1485-1492.
  • Liang, ka.: Deagglomerierung und Oberflächenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels thermochemischer und mechanochemischer Methoden. Tesis doctoral Julio-Maximilian-Universität Würzburg 2011.
  • Osawa, E.: Monodispersa nanodiamantes individuales partículas. Ti': Chéen Appl Chem 80 leti' 7 u 2008; págs. 1365-1379.
  • Pramatarova, L. et el.: le ventaja le compuestos polímero yéetel partículas nanodiamantes detonación utia'al aplicaciones ts'akankil. Ti': Sobre biomimética; PP. 298-320.
  • K'iino', L.; Gong ti', J.; Zhu ti', D.; Zhu, Z.; Leti', S.: Diamond Nanorods u nanotubos carbono. Ti': Materiales Trauma 16 leti' 2004. PP. 1849-1853.
  • Suslick, K.S.: Le enciclopedia ti' Kirk-Othmer ma'alo'obtal química. 4to ed. J. Wiley & Paalal: Nueva York; 26, 1998; PP. 517-541.

Nano-diamantes – Búukinta'al ka aplicaciones

Le ti' le nanodiamantes ku inestables debido a u potencial zeta. Tune', ma'alob tienden u formar agregados. Jump'éel ka'anatako'ob común ti' nano-diamantes jach u búukinta'al abrasivos, tin k'oosaj ka pulido u nu'ukulo'ob yéetel disipadores ooxoj. Uláak' búukinta'al potencial jach u kaambalil yo'osal nano-diamantes bey portador le droga utia'al u componentes activos u farmacéuticos (cf. Pramatarova). Tuméen ultrasonidos, tu yáax kúuchil páajtal u sintetizado nano-diamantes u grafito yéetel tu ka' kúuchil, le nano-diamantes t'iin fuertemente in aglomeración táan u béeytal u uniformemente dispersos tu medios ts'a'abal (je'el bix, utia'al formular juntúul aj nu'uktaj pule).