Sparčiai plėtojant nanotechnologijas, nanomedžiagos vis dažniau naudojamos energijos, medicinos, elektronikos ir chemijos pramonėje. Tačiau vienoda nanodalelių dispersija visada buvo techniniai sunkumai, o tradicinis mechaninis maišymas, rutulio frezavimas ir kiti metodai yra sunku pasiekti nanoskalės dispersijos efektą. Ultragarsinė nanodispersijos įranga tapo svarbia įrankiu nanomedžiagų paruošimui ir optimizavimui dėl jos didelio efektyvumo ir kontroliuojamumo.
Pagrindinis ultragarso dispersijos mechanizmas yra kavitacija. Kai aukštas - Dažnio ultragarsas (paprastai 20 kHz - 100 kHz) veikia skystį, kintamas aukštas slėgis ir žemi slėgio ciklai, todėl mažos burbuliukai susidaro skystyje ir greitai griūva. Šis procesas išskiria didžiulę vietinę energiją (aukštą temperatūrą, aukštą slėgį ir mikrobatus), kuri veiksmingai suskaido aglomeruotas daleles ir pasiekia nanoskalės dispersiją.
Pagrindiniai įtakos veiksniai:
Dažnis: Žemas dažnis (20–30 kHz) yra tinkamas dideliam klampumui ar didelėms dalelių sistemoms, aukštas dažnis (50–100 kHz) yra tinkamas smulkiam dispersijai.
Galia: nustato kavitacijos intensyvumą ir ją reikia optimizuoti, kad būtų išvengta per didelio šildymo ar dalelių pažeidimų.
Laikas: Per ilgas gali sukelti antrinę dalelių aglomeraciją ar medžiagų denatūraciją.
Vidutinės savybės: Tirpiklio klampumas, paviršiaus aktyviosios medžiagos ir kt. Veikia dispersijos efektas.
Pagrindinės ultragarsinės nanodispersavimo įrangos tipai
Zondas - Tipo ultragarsinis disperseris
Struktūra: Jį sudaro ultragarsinis generatorius, keitiklis ir titano lydinio zondas.
Savybės: koncentruota energija, tinkama mažam tūriui ir didelėms koncentracijos mėginiams (tokiems kaip laboratoriniai tyrimai ir plėtra).
Apribojimai: zondą lengva dėvėti ir jis netinkamas nuolatiniam gamybai.
Taikymo laukai
1. Nanomedžiagų paruošimas
Anglies nanovamzdeliai, grafenas: išspręskite aglomeracijos problemą ir pagerinkite elektrinį/šilumos laidumą.
Metalo nanodalelės (auksas, sidabras): naudojamos katalizei ir antibakterinėms medžiagoms.
2. Naujas energijos laukas
Ličio - jonų akumuliatoriai: tolygiai išsklaidykite elektrodų medžiagas (tokias kaip „LifePo₄“), kad pagerintumėte akumuliatoriaus talpą ir gyvybę.
3. Medicina ir biotechnologija
Narkotikų tiekimo sistema: nanoliposomų ir polimerų micelių paruošimas.
Genų transfekcija: ultragarsas - padedamas Nanocarrier pristatymas DNR/RNR.
4. Maistas ir kosmetika
Nanoemulsija: pagerinkite aktyviųjų medžiagų stabilumą ir absorbcijos greitį (tokius kaip vitaminai ir eteriniai aliejai).
Ultragarsinė nanodispersijos įranga tapo nepakeičiama įrankiu nanotechnologijų srityje dėl didelio efektyvumo ir kontroliuojamumo. Ateityje, tobulinant intelektualią ir didelę - masto technologiją, jos taikymo sritis bus toliau išplėsta, skatinant nanomedžiagų inovacijas pramonės, medicinos ir kt. Laukuose, medicinos ir kt.






