Nanohiukkasetniillä on pieni hiukkaskoko, korkea pintaenergia ja taipumus agglomeroitua itsestään. Agglomeraation olemassaolo vaikuttaa suuresti nanojauheiden etuihin. Siksi nanojauheiden dispersion ja stabiilisuuden parantaminen nestemäisessä väliaineessa on erittäin tärkeää tutkimusaihetta.
Hiukkasten dispersio on viime vuosina kehittynyt uusi ja terävä aihe. Niin sanottu hiukkasdispersio viittaa prosessiin, jossa jauhehiukkaset erotetaan ja dispergoidaan nestemäiseen väliaineeseen ja jaetaan tasaisesti nestefaasiin. Prosessi käsittää pääasiassa kolme vaihetta: kostutuksen, agglomeraation purkamisen ja dispergoituneiden hiukkasten stabiloinnin. Kostutus viittaa prosessiin, jossa jauhetta lisätään hitaasti sekoitusjärjestelmässä muodostuvaan pyörteeseen, jolloin jauheen pinnalle adsorboitunut ilma tai muut epäpuhtaudet korvautuvat nesteellä. Agglomeraation purkaminen tarkoittaa suurempien hiukkasten dispergoimista pienemmiksi hiukkasiksi mekaanisilla tai superkasvatusmenetelmillä. Stabilointi tarkoittaa jauhehiukkasten pitkäaikaista tasaista dispersiota nesteeseen. Eri dispersiomenetelmien mukaan se voidaan jakaa fysikaaliseen dispersioon ja kemialliseen dispersioon. Ultraäänidispersio on yksi fysikaalisista dispersiomenetelmistä.
UltraäänidispersioMenetelmä: Ultraäänellä on lyhyen aallonpituuden, suunnilleen suoran etenemisen ja helpon energiakonsentraation ominaisuuksia. Ultraääni voi lisätä kemiallisen reaktion nopeutta, lyhentää reaktioaikaa ja lisätä reaktion selektiivisyyttä; se voi myös stimuloida kemiallisia reaktioita, jotka eivät voi tapahtua ilman ultraääniaaltojen läsnäoloa. Ultraäänidispersiossa käsiteltävät hiukkassuspensiot asetetaan suoraan supergenerointikenttään ja käsitellään niitä sopivan taajuuden ja tehon ultraääniaalloilla. Se on korkean intensiteetin dispersiomenetelmä. Ultraäänidispersioiden mekanismin uskotaan yleisesti liittyvän kavitaatioon. Ultraääniaaltojen eteneminen ottaa väliaineen kantajana, ja ultraääniaaltojen etenemisen aikana väliaineessa on vuorotellen positiivisen ja negatiivisen paineen jakso. Väliainetta puristetaan ja vedetään vuorotellen positiivisen ja negatiivisen paineen alla. Kun nestemäiseen väliaineeseen kohdistetaan riittävän suuren amplitudin omaavia ultraääniaaltoja kriittisen molekyylietäisyyden ylläpitämiseksi, nestemäinen väliaine rikkoutuu ja muodostaa mikrokuplia, jotka kasvavat edelleen kavitaatiokupliksi. Nämä kuplat voivat liueta uudelleen nestemäiseen väliaineeseen tai ne voivat kellua ylös ja kadota; ne voivat myös romahtaa ultraäänikentän resonanssivaiheessa. Käytäntö on osoittanut, että suspension dispergoinnille on olemassa sopiva supergeneraatiotaajuus, ja sen arvo riippuu suspendoituneiden hiukkasten koosta. Tästä syystä onneksi superbirth-jakson jälkeen on hyvä lopettaa joksikin aikaa ja jatkaa superbirthiä ylikuumenemisen välttämiseksi. Jäähdytys ilmalla tai vedellä superbirth-jakson aikana on myös hyvä menetelmä.
Julkaisun aika: 30.10.2020