Co rápido desenvolvemento da nanotecnoloxía, os nanomateriais úsanse cada vez máis en enerxía, medicina, electrónica e industrias químicas. Non obstante, a dispersión uniforme das nanopartículas sempre foi unha dificultade técnica, e a axitación mecánica tradicional, o fresado de bólas e outros métodos son difíciles de conseguir efectos de dispersión a escala nano. Os equipos de nanodispersión por ultrasóns convertéronse nunha ferramenta importante para a preparación e optimización de nanomateriais debido á súa alta eficiencia e controlabilidade.
O mecanismo básico de dispersión por ultrasóns é a cavitación. Cando a ecografía de alta frecuencia (normalmente de 20 kHz - 100 kHz) actúa sobre un líquido, alternando altas - presión e ciclos de presión baixa - Este proceso libera unha enorme enerxía local (alta temperatura, alta presión e microjets), que rompen efectivamente partículas aglomeradas e consegue a dispersión a escala nano.
Factores de influencia clave:
Frecuencia: a baixa frecuencia (20-30 kHz) é adecuada para alta viscosidade ou grandes sistemas de partículas, a alta frecuencia (50-100 kHz) é adecuada para a dispersión fina.
Potencia: Determina a intensidade da cavitación e debe ser optimizada para evitar o quentamento excesivo ou o dano das partículas.
Tempo: Demasiado tempo pode causar aglomeración secundaria de partículas ou desnaturalización material.
Propiedades medianas: viscosidade, tensioactivos, etc. afectan o efecto de dispersión.
Principais tipos de equipos de nanodispersión por ultrasóns
Probe - Tipo dispersor ultrasón
Estrutura: consiste nun xerador de ultrasóns, un transductor e unha sonda de aliaxe de titanio.
Características: enerxía concentrada, adecuada para mostras de pequeno volume e alta concentración (como a investigación e desenvolvemento de laboratorio).
Limitacións: a sonda é fácil de usar e non é adecuada para a produción continua.
Campos de aplicación
1. Preparación de nanomateriais
Nanotubos de carbono, grafeno: resolver o problema de aglomeración e mellorar a condutividade eléctrica/térmica.
Nanopartículas metálicas (ouro, prata): usado para catálise e materiais antibacterianos.
2. Novo campo enerxético
Litio - baterías de ións: dispersan uniformemente os materiais de electrodos (como Lifepo₄) para mellorar a capacidade e a vida da batería.
3. Medicina e biotecnoloxía
Sistema de entrega de medicamentos: preparación de nanoliposomas e micelas de polímero.
Transfección de xenes: ultrasonido - Entrega de nanocriers asistida de ADN/ARN.
4. Comida e cosméticos
Nanoemulsión: mellorar a estabilidade e a taxa de absorción de ingredientes activos (como vitaminas e aceites esenciais).
Os equipos de nanodispersión por ultrasóns convertéronse nunha ferramenta indispensable no campo da nanotecnoloxía debido á súa alta eficiencia e controlabilidade. No futuro, co avance da tecnoloxía intelixente e grande - a escala, o seu alcance de aplicación ampliarase aínda máis, promovendo a innovación de nanomateriais nos campos da industria, da medicina, etc.






