Við raunverulega notkun á kolefnis nanórördufti lenda margir efnisverkfræðingar fyrir dæmigerðu vandamáli: Hvers vegna er einveggja kolefnis nanórörduft (SWCNT Powder) oft erfiðara að ná samræmdri dreifingu en margveggjað kolefnis nanórörduft (MWCNT Powder), jafnvel þegar það er bætt við sama leysi, plastefni eða slurju?
Á yfirborðinu virðist ástæðan einfaldlega vera sú að „einveggja-kolefnis nanórör eru fínni og hættara við þéttingu,“ en raunveruleg ástæða er ekki svo einföld.
Kjarninn í því hvers vegna erfiðara er að dreifa stakvegguðum kolefnisnanorörum er hátt hlutfall þeirra, lítið rör í þvermál og mikil snertiverkun á milli -röra, sem gera SWCNTs mjög viðkvæmt fyrir því að mynda búnt-eins og fylliefni í þurrdufti. Þegar stöðugir búntar hafa myndast gerir venjuleg hræring það mjög erfitt að aðskilja einstök kolefnisrör aftur.
Nýlegar rannsóknir benda enn og aftur á að SWCNTs sýna náttúrulega augljós blöndunarfyrirbæri, ein af grundvallarástæðunum er sterk van der Waals víxlverkun milli kolefnis nanóröra. Þrátt fyrir að hefðbundin ómskoðun og langvarandi klipping geti bætt dreifingu, geta þau valdið skemmdum á kolefnisrörum, orkunotkun og vinnsluhagkvæmni.
Þess vegna, ef þú ert að kaupa stakt-veggað kolefnis nanórörduft, geturðu ekki aðeins skoðað hreinleika og þvermál rörsins. Þú ættir einnig að huga að lengd þess, þéttingarstöðu, yfirborðsmeðferðaraðferð og hvort það passi við dreifingarkerfið þitt.
I. Hvers vegna er erfiðara að dreifa stakum-veggjað kolefnis nanórör en mörgum-veggja kolefnis nanórör?
Grundvallarástæðan er ekki sú að „einveggja-veggjum er endilega erfiðara að dreifa en margveggja-veggjum,“ heldur að SWCNTs eru líklegri til að mynda sterka búnt-líkar mannvirki og endur-dreifa búntunum krefst þess að sigrast á verulegum innbyrðis-rörasamskiptum.
Þótt einveggja-kolefnisnanorör og fjölveggja-kolefnisnanorör tilheyri báðir ein-víddar kolefnisnanóefni, er uppbygging þeirra verulega ólík.
SWCNTs hafa aðeins einn rörvegg sem myndast með því að rúlla einu lagi af kolefnisatómum, en MWCNTs samanstanda venjulega af mörgum koaxial grafítlögum.
Í algengum vörum er ytra þvermál stakra-veggaðra kolefnisnanóröra venjulega á bilinu undir-nanómetra til nokkurra-nanómetra, en ytra þvermál fjöl-veggaðra kolefnisnanóröra getur venjulega náð nokkrum nanómetrum upp í tugi nanómetra eða jafnvel hærra; sértæka úrvalið fer eftir vörulýsingunni.
Það sem raunverulega hefur áhrif á dreifingu er ekki „fjöldi veggja“ sjálfur, heldur samanlögð áhrif eftirfarandi þátta:
Minni rör þvermál
Venjulega mjög hátt hlutfall
Stærra yfirborð á hverja massaeiningu
Augljós innbyrðis-tube van der Waals samskipti
Tilhneigingu til að mynda samhliða-jafnaðar búntabyggingar
Tilhneigingu til annars stigs þéttingar í þurru dufti
Viðkvæm fyrir vélrænni/úthljóðorku meðan á af-þættarferlinu stendur
SWCNTs sýna augljóst aðdráttarafl á milli-röra í lausninni og ein-uppbygging þeirra gefur milli-röravíxlverkun sterka staðbundna aðsogseiginleika.
Svo, raunverulega spurningin er ekki: "Af hverju leysast SWCNT ekki auðveldlega upp?" heldur: "Hvernig endur-aðskiljir þú þegar-mynduð SWCNT búnt og heldur aðgreindum einstökum kolefnisrörum stöðugum?"
Þetta er helsta verkfræðivandamálið í einveggja-veggða kolefnis nanópúpudreifingu.
II. Erfiðasti þátturinn við einn-veggað kolefnisnanotube duft er í rauninni „búnt“
Fyrir SWCNT er stærsta dreifihindrun oft ekki einstök kolefnisrör, heldur að margar kolefnisrör hafa þegar myndað stöðuga búnta.
Ímyndaðu þér einn -veggað kolefnis nanórör með þvermál um það bil 1 nm og lengd nokkurra míkrómetra.
Það er ekki venjuleg "ögn".
Það er meira eins og einstaklega fínar, mjög langar nanóskala trefjar.
Þegar mikill fjöldi SWCNT er til samtímis, gangast þeir undir eftirfarandi vegna yfirborðsvíxlverkana: Ein rör → Lítið búnt → Stórt búnt → Þrívídd þyrping
Þetta ferli er sérstaklega augljóst í þurrdufti.
Nýlegar rannsóknir rekja náttúrulega samruna SWCNT beint til sterkra van der Waals samskipta og benda á að hefðbundin ómskoðun og langvarandi klipping krefst venjulega mikillar orku til að ná-aftengingu.
Þess vegna, það sem verkfræðingar líta á sem "duft sem mun ekki dreifast" er oft í raun:
Vökvinn hefur farið inn í ytri jaðar þyrpingarinnar, en hefur ekki raunverulega opnað innri SWCNT búntana.
III. Af hverju mynda kolefni nanórör svo sterka aðdráttarafl sín á milli?
Van der Waals víxlverkanir milli kolefnisnanoröra eru ein af grundvallarorsökum CNT þéttingar, og mikið sérstakt yfirborð og mikil snertilengd magna þetta vandamál enn frekar.
Yfirborð kolefnis nanópípunnar er aðallega samsett úr kolefnisatómum, sem tilheyra dæmigerðri sp² kolefnisbyggingu.
Þegar tvö kolefnis nanórör nálgast hvort annað myndast van der Waals víxlverkun á milli þeirra.
Ef það væru bara tvær venjulegar kúlulaga agnir sem snerta, væri snertiflöturinn tiltölulega takmarkaður.
En CNT eru mjótt ein-bygging.
Ef tveimur kolefnisrörum er raðað samhliða geta þau myndast: Línuleg, samfelld, stór-snerting.
Þetta er líka ástæðan fyrir því að mikið sérstakt yfirborð CNT er bæði kostur og dreifingarerfiðleikar.
Núverandi rannsóknir benda á að stórt tiltekið yfirborð CNTs sé gagnlegt til að mynda víxlverkun milli andlits við fylkið, en á sama tíma eykur það einnig aðdráttarafl og þéttingartilhneigingu milli nanóagna.
Því:
| Einkennandi | Einn-Walled Carbon Nanotube | Multi-Walled Carbon Nanotube | Áhrif á dreifingu |
|---|---|---|---|
| Dæmigert ytri þvermál | Um 0,7–2 nm (algengt svið, fer eftir vöru) | Venjulega nokkrir nm til tugir nm | SWCNT er fínni |
| Tube Wall | 1 lag | Mörg lög | Mismunandi uppbygging |
| Hlutfall | Venjulega mjög hátt | Hátt | Báðir eru hætt við að flækjast / þéttbýli |
| Inter-tube van der Waals samskipti | Merkilegt | Merkilegt | Hvort tveggja er til |
| Sambandshneigð | Venjulega augljóst | Augljóst | SWCNT kemur oft fram áberandi |
| Erfiðleikar við-aftengingu | Venjulega hærri | Fer eftir forskrift | Tengt lengd, þéttbýlisstöðu |
| Ultrasonic næmi | Tiltölulega hátt | Getur líka verið tiltölulega hátt | Of mikil meðferð krefst athygli fyrir bæði |
Gildin hér eru dæmigerð verkfræðisvið sem notuð eru til að skilja byggingarmun, ekki samræmdar forskriftir fyrir allar vörur.
IV. Hvers vegna eykur hátt hlutfall SWCNT dreifingarerfiðleika?
Hátt stærðarhlutfall þýðir að einstök SWCNT eru mjög löng og mjög þunn, sem gerir þeim tilhneigingu til að samtvinnast hvert við annað og hættara við að mynda samfelld innbyrðis-túpusambandsnet.
Stærðarhlutfall má einfaldlega skilja sem: Lengd ÷ Þvermál rörs
Gerum ráð fyrir SWCNT:
Þvermál rör: 1 nm
Lengd: 1 μm
Þá er stærðarhlutfallið: 1000 : 1
Ef lengdin nær 5 μm: 5000 : 1
Þetta er gjörólíkt venjulegum ögnum á -mikron mælikvarða.
Hátt stærðarhlutfall skilar tveimur niðurstöðum:
Í fyrsta lagi, viðkvæmt fyrir því að fléttast saman
Margar kolefnisrör geta fléttast saman og skarast í þurrduftsástandi.
Í öðru lagi, hættara við að mynda net-eins og þéttbýli
Eitt rör getur samtímis haft samband við mörg rör og myndað smám saman uppbyggingu svipað og "kóngulóarvefur."
Þess vegna, jafnvel þó að dreifiefnið geti bleyta CNT yfirborðið, þýðir það ekki að öll þyrpingarbyggingin geti verið strax 拆开.
V. Hvers vegna lítur einveggja-kolefnis nanórörduft út eins og mjög lítið út, en er í raun mjög erfitt að dreifa?
Dæmigert einkenni SWCNT er að lítið magn viðbót getur myndað augljós netkerfi, sem þýðir einnig að lítið magn af dufti getur valdið augljósum þéttingar- og þykknunaráhrifum.
Þetta er sérstaklega augljóst í há-þéttni CNT slurry.
Til dæmis, ef SWCNT er bætt við vökvakerfi: 0,1 wt% → 1 wt% → 3 wt%
Eftir því sem styrkurinn eykst aukast líkurnar á árekstri milli kolefnisröra verulega.
Þegar farið er yfir ákveðin kerfisbundin-dreifingarmörk er hætta á eftirfarandi:
Hröð seigjuaukning
Minnkað flæðigeta
Svartar þéttar agnir
Botnfall/fljótandi
Síunarörðugleikar
Húðunargallar
Rannsóknir sýna að SWCNTs eru verulega takmörkuð með því að sameina í hærri styrk; virkni getur bætt þetta vandamál, en áhrif hennar eru nátengd leysi, yfirborðshópum og styrk.
Því er ekki hægt að ganga út frá því einfaldlega að: "Því lægra sem viðbótarmagnið er, því auðveldara er dreifingin."
Ef kolefnisrörin sjálf hafa þegar myndað mjög stöðugar þurrduftþyrpingar, jafnvel þótt lokamagnið sé aðeins 0,1%, gæti augljóst „fiskaauga“ eða kornótt þyrping komið fram.
VI. Hvers vegna er stundum auðveldara að dreifa mörgum-veggjað kolefnis nanórör?
MWCNT er náttúrulega ekki „auðvelt að dreifa“, en uppbygging og vöruform ákveðinna fjölveggja kolefnis nanóröra gerir þeim auðveldara að ná stórsæja samræmdri dreifingu með vélrænni klippingu í sérstökum kerfum.
Þetta er auðvelt að misskilja mál.
Það er ekki hægt að segja einfaldlega: MWCNT er auðvelt að dreifa, SWCNT er erfitt að dreifa.
Nákvæmari staðhæfing er: Í mörgum algengum iðnaðarsamsetningum geta ákveðnar MWCNT vörur auðveldara náð „makrósópískri samræmdri dreifingu,“ á meðan SWCNT þarf oft enn frekar að leysa vandamálið „búntaðgreining“.
Til dæmis:
| Dreifingareinkenni | SWCNT duft | MWCNT duft |
|---|---|---|
| Viðkvæmt fyrir þéttbýli | Já | Já |
| Van der Waals samskipti til staðar | Já | Já |
| Krefst vélrænnar dreifingar | Venjulega já | Venjulega já |
| Tilhneigingu til að mynda knippi | Mjög augljóst | Augljóst |
| Háð dreifiefni | Tiltölulega hátt | Fer eftir vöru |
| Háð ómskoðun/klippingu | Venjulega tiltölulega hátt | Miðlungs til hátt |
| Hætta á of mikilli ómskoðun | Er til | Er til |
| „Virtist dreifður, reyndar enn í búnti“ | Augljóst | Er líka til |
Rannsóknir á MWCNT dreifingu sýna einnig að MWCNT samloðun og setmyndunarhegðun er stjórnað af mörgum þáttum, þar á meðal van der Waals kraftum, rafstöðueiginleikum, sterískum hindrunum og vatnsfælnum víxlverkunum.
Þess vegna eru fjöl-kolefnis nanórör heldur ekki „auðvelt-að-dreifa efni“; það er bara að dreifingarglugginn getur verið mismunandi fyrir tilteknar vörur.
VII. Hvernig nákvæmlega ætti að skilgreina „dreifingu“ kolefnis nanórördufts?
Raunveruleg dreifing er ekki "svört útlit eftir að hafa bætt við vökva," heldur kolefnis nanórör sem ná nægilega samræmdu, stöðugu ástandi í markkerfinu sem uppfyllir endanlegar kröfur um frammistöðu.
Þetta er mjög mikilvægt atriði þegar þú kaupir kolefnis nanórörduft.
Margar tilraunir sýna þetta ástand: Hrærið í 10 mínútur → Samræmt svart → Teljum að dreifing hafi tekist.
En eftir að hafa staðið í sólarhring: Efra lagið verður ljóst → Set kemur neðst.
Þetta gefur til kynna að kerfið hafi aðeins klárað skammtíma-magnfræðilega blöndun og myndaði ekki stöðuga dreifingu.
Þess vegna er hægt að dæma frá þremur stigum:
1. Makroscopic Uniformity
Eru augljósar agnir, flokkar og botnfall?
2. Smásjá dreifihæfni
Eru kolefnisrörin einstök, lítil búnt eða stór-búnt-eins og þyrpingar?
3. Langtímastöðugleiki-
Eftir 24 klukkustundir, 7 daga, eða jafnvel lengur, er kerfið enn stöðugt?
Sannarlega dýrmæt dreifingarlausn fyrir nanórör úr kolefni þarf að huga að öllum þremur stigunum samtímis.
VIII. Af hverju getur ómskoðun dreift SWCNT, en ekki hægt að nota það endalaust?
Ómskoðun getur veitt nægilega vélræna orku til að brjóta upp CNT þyrpingar, en óhófleg ómskoðun getur stytt kolefnisrör, komið fram með galla eða breytt endanlegri frammistöðu.
Þetta er líka algengasta „gráðu“ vandamálið í SWCNT dreifingarferlinu.
Áhrif ómskoðunar má einfaldlega skilja sem: Úthljóðskavitation → Staðbundin mikil klipping → Þekkjabrot → Kolefnisrör losna smám saman-
En vandamálið er: Ef orka er ófullnægjandi → þyrpingar opnast ekki. Ef orkan er of mikil eða tíminn er of langur → Kolefnisrör geta orðið fyrir vélrænni skemmdum.
Hefðbundna ómskoðun eða langvarandi klippingu er hægt að nota fyrir SWCNT af-þætti, en gæti haft vandamál eins og mikla orkunotkun, vinnslukostnað og skemmdir á kolefnisrörum.
Þess vegna, í raunverulegri framleiðslu, er mikilvægara: Að finna jafnvægi á milli "af-aftengingarhagkvæmni" og "viðhalda lengd kolefnisröra."
IX. Hvers vegna geta dreifiefni hjálpað til við að dreifa stakum-veggja kolefnisnanorörum?
Kjarnahlutverk dreifiefnis er að koma á nýjum stöðugleikavíxlverkunum á yfirborði kolefnis nanóröranna, sem dregur úr tilhneigingu röra til að -samanast aftur.
Með því að taka vatnskerfi sem dæmi, eru algengar aðferðir:
Anjónísk yfirborðsvirk efni
Ó-jónísk yfirborðsvirk efni
Fjölliða dreifiefni
Amphiphilic sameindir
Sérstök fjölliða húðun
Til dæmis geta yfirborðsvirk efni eins og SDS aðsogast á SWCNT yfirborðið, skapað augljósari rafstöðueiginleikar frá sér milli kolefnisröra og þannig hjálpað til við að viðhalda dreifingarástandinu. Tengdar rannsóknir hafa einnig fylgst með áhrifum styrks yfirborðsvirkra efna, saltstyrks og yfirborðshleðslu á SWCNT samloðun.
En dreifiefni eru ekki betri í stærra magni.
Of mikið dreifiefni getur leitt til:
Aukin leifar
Aukin froða
Seigja breytist
Áhrif á rafefnafræðilega frammistöðu
Síðari húðunar-/þurrkunarvandamál
Þess vegna verður að hanna dreifiefni ásamt kolefnisnanorörum, leysiefnum og lokasamsetningunni.
X. Hvers vegna hafa mismunandi leysiefni svo mismunandi áhrif á dreifingu eins-veggja kolefnis nanóröra?
Vegna þess að hvort kolefni nanórör geti dreift stöðugt veltur í meginatriðum á jafnvægi milli tveggja tegunda víxlverkana: „kolefnisrör-leysis“ og „kolefnisrör-kolefnisrör.
Ef leysirinn hefur góða samhæfni við CNT yfirborðið: CNT-leysisvíxlverkanir styrkjast, en CNT-CNT endur-samsöfnun tilhneigingar minnkar, sem gerir dreifingu auðveldara að koma á stöðugleika.
Aftur á móti, ef leysirinn passar ekki við CNT, CNT-CNT víxlverkanir > CNT-leysisvíxlverkanir, sem gerir endur-samsöfnun auðveld.
Rannsóknir hafa komist að því að SWCNT dreifingarstöðugleiki í mismunandi lífrænum leysikerfum getur verið verulega mismunandi; til dæmis sýndu DMF/NMP blönduð kerfi meiri stöðugleika en stakir leysir við sérstakar tilraunaaðstæður.
Þess vegna er ekki hægt að spyrja einfaldlega: "Geta ein-vegguð kolefnis nanórör dreift sér í slíkum-og-slíkum leysi?"
Nákvæmari spurning ætti að vera: "Í hvaða styrk, í hvaða leysi, með hvaða dreifiefni og við hvaða klippuskilyrði geta SWCNTs viðhaldið stöðugri dreifingu?"
XI. Hvers vegna eru einveggja kolefnis nanórör sérstaklega erfitt að dreifa í vatnskenndum kerfum?
Ósnortið SWCNT yfirborð hefur venjulega sterka vatnsfælna eiginleika á meðan vatn er mjög skautað miðill. Þess vegna finnst óspilltur SWCNT í hreinu vatni venjulega mjög erfitt að mynda stöðuga dreifingu einstakra röra á náttúrulegan hátt.
Þetta er ástæðan fyrir því að vatnskenndar kolefnis nanórör slurry þarf venjulega að hafa í huga:
Dreifingarefni
Yfirborðsbreyting
pH
Jónastyrkur
Hár klippa
Ómskoðun
Polymer stabilizers
og öðrum þáttum.
Það er athyglisvert að saltstyrkur hefur einnig áhrif á dreifingarstöðugleika.
Rannsóknir hafa leitt í ljós að eftir að salti hefur verið bætt við, sýna yfirborðsvirk efni-húðuð SWCNT hleðsluvörn, sem getur leitt til samsöfnunar; og þessi áhrif geta einnig sýnt þvermál eða jafnvel chirality háð.
Þess vegna, ef viðskiptavinur þarf vatnskennda einveggða-kolefnis nanóröradreifingu, getur hann ekki bara keypt „SWCNT duft“ og bætt við vatni beint.
XII. Eru hagnýt ein-veggja kolefnis nanórör auðveldara að dreifa?
Þeir geta venjulega bætt dreifingu í sérstökum kerfum, en virkni þýðir ekki að það sé betra í öllum tilvikum.
Innleiðing skautaðra hópa á CNT yfirborðið með oxun eða öðrum efnafræðilegum aðferðum getur bætt samskipti þess við ákveðin skautuð leysiefni eða fjölliður.
Kostir slíkra aðferða eru: Breyting á CNT yfirborði → Bætt samhæfni við miðilinn → Draga úr endur-samsöfnun
En það er líka mikilvægt vandamál: Virkjun getur breytt upprunalegu sp² kolefnisbyggingu kolefnisnanoröranna.
Tengdar rannsóknir benda á að þrátt fyrir að efnafræðileg yfirborðsmeðferð geti bætt stöðugleika CNT-dreifingar, getur of mikil efnameðferð eyðilagt hluta af innri uppbyggingu og haft áhrif á vélræna og rafræna eiginleika.
Svo fyrir SWCNT sem þurfa að viðhalda mikilli leiðni eða sérstökum sjónrænum eiginleikum: "Auðveldara að dreifa" er ekki endilega jafngilt "betri alhliða frammistöðu."
XIII. Hvernig nákvæmlega ætti að bera saman dreifingarerfiðleika eins-veggaðs og fjöl-veggaðs kolefnisnanotube dufts?
Frá sjónarhóli „af-þættingar“, krefjast SWCNTs venjulega fágaðri dreifingarferla; frá sjónarhóli "stórsjávarlegrar þéttbýlis" hafa bæði SWCNT og MWCNT augljós þéttingarvandamál.
| Vísir | SWCNT | MWCNT |
|---|---|---|
| Dæmigert þvermál | Um 0,7–2 nm | Nokkrir nm til tugir nm eða hærri |
| Hátt myndhlutfall | ★★★★★ | ★★★★-★★★★★ |
| Búnt | ★★★★★ | ★★★★ |
| Van der Waals samskipti | ★★★★★ | ★★★★-★★★★★ |
| Af-þættingarkröfur | ★★★★★ | ★★★★ |
| Bein dreifing í vatni | Venjulega erfitt | Venjulega erfitt |
| Næmi fyrir dreifiefni | Hátt | Miðlungs til hátt |
| Hætta á of mikilli ómskoðun | Hátt | Miðlungs til hátt |
| Hentar fyrir beina vélræna blöndun | Erfiðara | Tiltölulega auðveldara |
| Smásjárvandi einstaklingsdreifingarörðugleikar | Mjög hátt | Hátt |
Stjörnueinkunnirnar hér eru afstæðar verkfræðilegar vísbendingar, ekki sameinaðir prófunarstaðlar; Raunverulegar niðurstöður geta verið verulega mismunandi eftir vörulengd, rörþvermáli, hreinleika, yfirborðsmeðferð og miðli.
XIV. Hvers vegna getur sami einn-kolefnisnanotúpan haft gjörólík dreifingaráhrif frá mismunandi framleiðendum?
Það sem ákvarðar frammistöðu kolefnis nanóröra dreifingar er ekki aðeins vöruheitið "SWCNT"; duftbygging og framleiðsluferli eru jafn mikilvæg.
Til dæmis merkja tveir framleiðendur báðir: SWCNT Hreinleiki meiri en eða jafnt og 99%
En raunveruleg dreifingaráhrif geta verið allt önnur.
Vegna þess að eftirfarandi þarf einnig að hafa í huga:
| Parameter | Áhrif á dreifingu |
|---|---|
| SWCNT Hreinleiki | Óhreinindi geta breytt hegðun milli andlits |
| Þvermál rörs | Hefur áhrif á yfirborðsflatarmál og milliverkun-röra |
| Lengd | Lengri lengd getur gert flækju/netmyndun augljósari |
| Hlutfall | Hefur áhrif á þéttingu og rheology |
| Málmhvataleifar | Getur haft áhrif á frammistöðu forrita |
| Formlaust kolefni | Hefur áhrif á hreinleika slurrys |
| Púðurþjöppunarástand | Hefur áhrif á-byrjun í upphafi |
| Yfirborðsvirkir hópar | Hefur áhrif á samhæfni leysiefna |
| Þurrkunaraðferð | Getur haft áhrif á afleidd þéttbýli |
| Geymslutími | Getur breytt ástandi dufts |
Þess vegna jafngildir „mikill-hreinleiki SWCNT ekki „besta-dreifingu SWCNT“.
Það sem er þýðingarmeira fyrir tiltekin notkun er: Hár hreinleiki + Hentug lengd + Hentugt yfirborðsástand + Hentug formgerð dufts + Samsvarandi dreifingarferli.
XV. Hvernig á að bæta dreifingaráhrif eins-Walled Carbon Nanotube dufts?
Áhrifaríkasta aðferðin er ekki einfaldlega að auka hræringartímann, heldur hagræða samtímis duftástandi, dreifimiðli, dreifiefni og vélrænni orkuinntak.
Hægt er að nota eftirfarandi nálgun:
Skref 1: Staðfestu Carbon Nanotube Specifications
Fyrst staðfest:
Þvermál rör
Lengd
Hreinleiki
Yfirborðsástand
Hvort virkt
Skref 2: Ákvarða dreifingarmiðil
Skýrðu hvort það er:
Vatn
NMP
DMF
Etanól
Ísóprópanól
Resin lausn
Önnur lífræn leysiefni
Skref 3: Veldu dreifiefni
Veldu viðeigandi gerð miðað við kerfið:
Yfirborðsvirk efni
Fjölliða dreifiefni
Amphiphilic sameindir
Skref 4: Fínstilltu klippingu
Getur sameinað: Pre-bleyta → Hár-hraði klippa → Ómskoðun → Lítil-hraði þroska, frekar en að byrja með langvarandi ómskoðun.
Skref 5: Metið stöðugleika
Athugaðu allavega:
Upphafleg kornastærð/þéttingarástand
Seigja
Setmyndun
Flotvatn
Geymslustöðugleiki
Aðeins þá geturðu dæmt hvort dreifingarvandamálið sé raunverulega leyst eða þyrpingarnar hafi aðeins verið brotnar upp tímabundið.
XVI. Hvers vegna ættu framleiðendur kolefnis nanóröra með einum-veggjum líka að einbeita sér að „dreifingarafköstum“?
Vegna þess að fyrir marga viðskiptavini er endanlegur tilgangur með því að kaupa SWCNT ekki að fá poka af dufti, heldur að fá nanóefni sem getur farið inn í samsetninguna og staðið sig stöðugt.
Sérstaklega fyrir eftirfarandi forrit:
Leiðandi efni fyrir litíum rafhlöður
Sveigjanleg rafeindatækni
Gegnsæ leiðandi filmur
Skynjarar
Leiðandi samsett efni
Hár-fjölliður
EMI hlífðarefni
Optolectronic efni
Það sem raunverulega hefur áhrif á ákvarðanir viðskiptavina um innkaup er oft ekki: "Hver er hreinleiki þessa SWCNT?"
En frekar: "Eftir að hafa bætt því við kerfið mitt, getur það dreift stöðugt?"
Þess vegna þarf kolefnis nanórörduftframleiðandi með notkunarmöguleika, auk þess að stjórna kolefnisrörunum sjálfum, einnig að skilja: Powder → Dispersion → Slurry → Coating/Forming → Endanleg afköst-alla þessa keðju.
XVII. Sem framleiðandi kolefnis nanórördufts, hvernig hjálpar Shandong Tanfeng viðskiptavinum að leysa SWCNT dreifingarvandamál?
Shandong Tanfeng einbeitir sér meira að því að samræma forskriftir kolefnis nanóröra við umsóknarkerfi viðskiptavina, frekar en að bjóða bara upp á sameinað líkan af einveggja -vegguðu kolefnis nanórördufti.
Fyrir viðskiptavini sem þurfa að kaupa SWCNT, getur vörusamsvörun farið fram í kringum eftirfarandi færibreytur:
Þvermál rör:Mismunandi þvermál rör hefur áhrif á tiltekið yfirborð, rafeindabyggingu og dreifingarhegðun.
Lengd:Lengd hefur bein áhrif á stærðarhlutfall, flækjutilhneigingu og slurry rheology.
Hreinleiki:Vöruforskriftum er stjórnað í samræmi við kröfur viðskiptavina um frammistöðu rafrænna, rafefnafræðilegra eða samsettra efna.
Yfirborðsástand:Fyrir mismunandi miðla er hægt að meta eftirfarandi:
Óspilltur SWCNT
Virkjað SWCNT
Sérstakt yfirborð-meðhöndlað SWCNT
Púður ástand:Einbeittu þér að þéttingu þurrdufts, geymslustöðugleika og í kjölfarið -örðugleika við þéttingu.
Samsvörun umsókn:Sem framleiðandi kolefnis nanórördufts getur Shandong Tanfeng framkvæmt markvissa samsvörun á forskriftum kolefnis nanóröra í samræmi við vatnskennd, olíu-undirstaða, lífræn leysiefni, plastefni og samsett efniskerfi viðskiptavinarins.
Þetta þýðir að viðskiptavinir þurfa ekki einfaldlega að velja á milli: "0,8 nm eða 1,2 nm?"
En getur íhugað í heildina: Þvermál rörs + Lengd + Hreinleiki + Yfirborðsástand + Dreifingarkerfi.
XVIII. Hvaða spurninga ætti að spyrja framleiðenda þegar þeir kaupa stakt-Walled Carbon Nanotube duft?
Ef lokavaran þín hefur kröfur um stöðugleika dreifingar er best að spyrjast fyrir um bæði byggingarfæribreytur vöru og-notkunartengd gögn meðan á tilboði stendur.
Mælt er með því að spyrja að minnsta kosti:
Hver er meðalþvermál slöngunnar á SWCNT?
Hvert er lengdarsviðið?
Hvernig er kolefnishreinleiki prófaður?
Hvað er óhreinindi úr málmi?
Eru Raman gögn veitt?
Eru TGA gögn veitt?
Er TEM/SEM einkenni tiltækt?
Hefur duftið farið í sérstaka þurrkunarmeðferð?
Eru vatnsdreifingartilvik?
Eru dreifingargögn í NMP/DMF og öðrum kerfum?
Hvað er ráðlagt dreifiefni?
Hver eru ráðlögð klippa/ómskoðunarskilyrði?
Er hægt að útvega sýni fyrir raunverulega lyfjaprófun?
Sérstaklega ekki aðeins spyrja: "Hvað er SWCNT hreinleiki?"
Meira um vert, spurðu: "Hvernig er mælt með því að þetta SWCNT sé dreift í markkerfið mitt?" Þetta er spurningin sem getur sannarlega dregið úr kostnaði við rannsóknir og þróun-og-villukostnaði.
XIX. Algengar spurningar um einn-Walled Carbon Nanotube Powd Dispersion
1. Hvers vegna eru einveggja-kolefnis nanórör hætt við þéttingu?
Vegna þess að SWCNT eru með há stærðarhlutföll og sterk innbyrðis-tube van der Waals víxlverkun, sem gerir þeim hætt við að mynda búnt-líkar byggingar. Nýlegar rannsóknir sannreyna enn og aftur að náttúruleg samtenging SWCNT er ein af kjarnaáskorunum í lausnarvinnslu þeirra.
2. Eru einveggja-kolefnis nanórör endilega erfiðara að dreifa en fjöl-kolefnis nanórör?
Ekki endilega, en SWCNT sýnir augljósari erfiðleika við að safna og -afgreina í mörgum kerfum. Sérstakar niðurstöður tengjast einnig lengd, þvermál rörs, yfirborðsmeðferð, hreinleika og miðlungs.
3. Getur ómskoðun leyst SWCNT þéttingu?
Það getur bætt þéttingu, en ómskoðunartíma og orku þarf að stjórna. Of mikil meðferð getur haft áhrif á lengd og uppbyggingu kolefnisröra.
4. Er hægt að bæta SWCNT beint við vatn?
Óspilltur SWCNT getur venjulega ekki myndað langtíma stöðuga dreifingu einstakra röra í vatni með einfaldri hræringu eingöngu. Dreifingarefni, yfirborðsbreytingar eða aðrar stöðugleikaaðferðir eru venjulega nauðsynlegar.
5. Eru fleiri dreifiefni betri?
Nei. Dreifingarefni þurfa að ná fullnægjandi yfirborðsþekju og stöðugleikaáhrifum á meðan forðast óhóflegt dreifiefni sem hefur áhrif á leiðni, rafefnafræðilega frammistöðu eða síðari vinnslu.
6. Af hverju þyrpast SWCNT sem voru bara dreifð saman aftur eftir dag?
Vegna þess að fyrstu vélrænni dreifing eyðir ekki endilega öllum stöðugum búntumbyggingum og rafstöðueiginleikar, van der Waals, vatnsfælnir og sterískir hindranir í kerfinu munu stöðugt breyta þéttbýlisstöðunni.
7. Eru hagnýt SWCNT endilega auðveldara að dreifa?
Þeir hjálpa venjulega til að bæta dreifingu í sérstökum skautkerfum, en geta samtímis breytt innri uppbyggingu og frammistöðu CNTs, þannig að dómgreind þarf að sameina við endanlega umsókn.
Erfitt er að dreifa stakum-veggja kolefnisnanorörum-Hvað sem er sannarlega erfitt er að „af-flokka“, ekki „bleyta“
Einveggja-kolefnis nanórörduft er erfiðara að dreifa en mörg -flúrveggja kolefnis nanórörduft. Grundvallarvandamálið má draga saman sem: Hátt stærðarhlutfall, lítið rör í þvermál og veruleg innbyrðis -tube van der Waals víxlverkun gera SWCNTs afar viðkvæmt fyrir því að mynda stöðugan búnt -eins og þéttbýli.
Þess vegna getur lausn SWCNT-dreifingarvandans ekki aðeins treyst á: "Bætið aðeins meira leysi við + hrærið aðeins lengur."
Eðlilegri nálgun er: Veldu viðeigandi SWCNT forskriftir → Stjórna duftþéttingu ástandi → Veldu samsvarandi dreifiefni → Fínstilla dreifiefni → Stjórna klippi-/ómhljóðorku → Staðfestu langtímastöðugleika-.
Fyrir öflun kolefnis nanórördufts útskýrir þetta einnig hvers vegna vörur sem allar merktar „einveggja kolefnisnanorör“ geta haft gjörólík dreifingaráhrif eftir að hafa farið í sömu samsetningu.
Sem framleiðandi kolefnis nanórördufts getur Shandong Tanfeng passað við vörur í kringum SWCNT rörþvermál, lengd, hreinleika, yfirborðsástand og notkunarkerfi, og veitt markvissar ráðleggingar um val og dreifingu í samræmi við sérstakar viðskiptavinarsértækar vatns-, -olíu-, lífræn leysi- eða fjölliðakerfi.
Ef markmið þitt er ekki einfaldlega að kaupa SWCNT duft, heldur að á endanum fá kolefni nanótúpuefni með lítilli þéttingu, auðveldri dreifingu og lotustöðugleika, þá er áhrifaríkara að fella "dreifingarafköst" inn í vöruforskriftir á innkaupastigi en að stilla samsetninguna endurtekið eftir að hafa fengið duftið.

