Avec le développement rapide de la nanotechnologie, les nanomatériaux sont de plus en plus utilisés dans les industries de l'énergie, de la médecine, de l'électronique et des produits chimiques. Cependant, la dispersion uniforme des nanoparticules a toujours été une difficulté technique, et l'agitation mécanique traditionnelle, le fraisage à billes et d'autres méthodes sont difficiles à réaliser des effets de dispersion à l'échelle nanométrique. L'équipement de nanodispersion à ultrasons est devenu un outil important pour la préparation et l'optimisation des nanomatériaux en raison de sa grande efficacité et de sa contrôlabilité.
Le mécanisme central de la dispersion par ultrasons est la cavitation. Lorsqu'il est élevé - échographie de fréquence (généralement 20 kHz à 100 kHz) agit sur un liquide, alternant élevé - pression et faible - des cycles de pression sont générés, provoquant de minuscules bulles se former dans le liquide et s'effondrer rapidement. Ce processus libère une énorme énergie locale (haute température, haute pression et microjet), qui rompt efficacement les particules agglomérées et atteint une dispersion à l'échelle nanométrique.
Facteurs d'influence clés:
Fréquence: La basse fréquence (20–30 kHz) convient à une viscosité élevée ou à de grands systèmes de particules, une fréquence élevée (50–100 kHz) convient à une dispersion fine.
Puissance: détermine l'intensité de la cavitation et doit être optimisée pour éviter un chauffage excessif ou des dommages aux particules.
Temps: trop longtemps peut provoquer une agglomération secondaire des particules ou une dénaturation des matériaux.
Propriétés moyennes: Viscosité du solvant, tensioactifs, etc. Affectez l'effet de dispersion.
Principaux types d'équipement nanodispersant à ultrasons
Sonde - Disperseur à ultrasons de type
Structure: Il se compose d'un générateur à ultrasons, d'un transducteur et d'une sonde en alliage de titane.
Caractéristiques: Énergie concentrée, adaptée aux petits volumes et aux échantillons de concentration élevés (tels que la recherche et le développement en laboratoire).
Limites: La sonde est facile à porter et ne convient pas à la production continue.
Champs d'application
1. Préparation de nanomatériaux
Nanotubes de carbone, graphène: résoudre le problème d'agglomération et améliorer la conductivité électrique / thermique.
Nanoparticules métalliques (or, argent): utilisé pour la catalyse et les matériaux antibactériens.
2. Nouveau champ d'énergie
Batteries au lithium - ion: disperser uniformément les matériaux d'électrode (tels que LifePo₄) pour améliorer la capacité et la durée de vie des batteries.
3. Médecine et biotechnologie
Système d'administration de médicaments: préparation des nanoliposomes et des micelles de polymère.
Transfection des gènes: échographie - livraison de nanocarrier assisté d'ADN / ARN.
4. Food and Cosmetics
Nanoémulsion: améliorer le taux de stabilité et d'absorption des ingrédients actifs (comme les vitamines et les huiles essentielles).
L'équipement de nanodispersion à ultrasons est devenu un outil indispensable dans le domaine de la nanotechnologie en raison de sa grande efficacité et de sa contrôlabilité. À l'avenir, avec l'avancement de la technologie intelligente et grande - à l'échelle, sa portée d'application sera encore élargie, favorisant l'innovation des nanomatériaux dans les domaines de l'industrie, de la médecine, etc.
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