Лабораторные ультразвуковые двухмерные диспергаторы материалов

Ультразвуковые двухмерные диспергаторы материалов для лаборатории

Ультразвуковой двухмерный диспергатор-сепаратор материалов — это лабораторное оборудование для жидкофазной эксфолиации (отделения) слоистых материалов (графита, MoS₂, WS₂, нитрида бора) с целью получения одно- или малоcлойных наноструктурированных плёнок (2D-материалов) с сохранением их кристаллической решётки. Принцип действия основан на ультразвуковом кавитационном эффекте и комбинированном (ультразвук + интенсивное механическое перемешивание) энергетическом воздействии, позволяющем преодолеть силы Ван-дер-Ваальса между слоями материала. В отличие от классических ультразвуковых или роторно-статорных дезинтеграторов и диспергаторов, которые дробят материал (гетерогенизируют) для увеличения площади поверхности или уменьшения размера частиц (кинетокристаллизация), эксфолиатор предназначен для щадящего «расслаивания» материала с минимальным разрушением латеральных размеров и дефектности монослоёв.

Основные компоненты:
• Исполнительный блок — ультразвуковой генератор, обеспечивающий выработку высокочастотных ультразвуковых колебаний (до 40 кГц), которые преобразуются в механические вибрации посредством пьезоэлектрического преобразователя;
• Шестиугольная камера эксфолиации — замкнутый реактор объёмом до 5 л, внутри которого происходит циркуляция образца и распределение ультразвукового поля; форма ёмкости выбрана для ослабления стоячих волн и равномерной обработки по всему объёму;
• Активная механическая система — встроенный магнитный мешальник (скорость вращения 50-1500 об/мин) для перемешивания и доставки образца из придонной зоны в зону максимальной амплитуды колебаний, исключает возможность седиментации и залегания слоёв на дне кюветы;
• Контроллерный блок с ЖК-дисплеем и цифровым интерфейсом пользователя (микропроцессорная система управления) для программирования параметров процесса (мощность ультразвука, таймер, регулировка температуры — при наличии ТЭНа 400 Вт), а также для сохранения, воспроизведения и архивирования до 10 пользовательских протоколов; ведение электронного журнала аудита для GLP — не предусмотрено (аналоговый вывод по RS232);
• Система термостабилизации (охлаждения/нагрева) — рубашка охлаждения и змеевик рассчитаны на подключение внешнего циркуляционного криостата, обеспечивающего поддержание рабочего диапазона 2—8°C для предотвращения дезактивации термолабильных компонентов (функция актуальна при масштабировании процесса в нижнем диапазоне);
• Автоматические предохранители (безопасность) — встроенные датчики перегрева и блокировка включения при аварийном уровне электропроводности;
• Адаптеры для сетевого управления — опционально может быть добавлен удалённый мониторинг процесса (обычно нет в базовой модели).

Для чего применяется оборудование:
• Эксфолиация (расслаивание) слоистых материалов — получение однослойных или малоcлойных наноструктур (монослои графена, дисульфида молибдена, дисульфида вольфрама, гексагонального нитрида бора и других перспективных соединений) за счёт кавитационного воздействия и ультразвуковых сдвиговых напряжений в жидкой среде, без введения токсичных химикатов (жидкофазная эксфолиация);
• Дезагломерация и диспергирование наноразмерных продуктов — разрушение агломератов синтезированных наночастиц (металлов, оксидов, квантовых точек) и стабилизация получившихся коллоидных растворов (например, для формирования ансамблей на подложках), а также гомогенизация и стабилизация наноэмульсий и суспензий, причём сочетание ультразвука с механическим перемешиванием повышает эффективность и равномерность распределения;
• Интенсификация массопереноса в сонохимических реакциях — ускорение гетерогенных химических превращений за счёт образования короткоживущих высокореакционноспособных кавитационных пузырьков, которые вызывают локальное повышение температуры (>5000 К), давления (>1000 атм) и инициируют радикальные цепные процессы без введения катализаторов, в том числе для синтеза 2D‑нанокомпозитов (GO‑MFe₂O₄) и металл-органических каркасов;
• Подготовка образцов для спектроскопических и микроскопических исследований — получение гомогенных (без расслоения) суспензий графена и графеноподобных систем для последующего анализа методом просвечивающей (ПЭМ, высокоразрешающая СТМ) и растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, ИК-Фурье и спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановской).

Сферы применения и отрасли:
• Нанотехнологии и материаловедение — синтез, эксфолиация и модификация 2D-материалов (графен, MoS₂, WS₂, h‑BN, фосфорен, силицен, германен), создание функциональных покрытий и наносенсоров;
• Электроника и оптоэлектроника — производство гибких прозрачных электродов, фотодетекторов, полевых транзисторов, газовых сенсоров, суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов на основе нанопластин графена и дихалькогенидов переходных металлов;
• Катализ и энергетика — получение электрокатализаторов для процессов выделения водорода (HER), восстановления кислорода (ORR) и фото/электрохимического разложения воды, а также для топливных ячеек;
• Биомедицина и пищевая промышленность — синтез наночастиц, 2D-гибридных материалов для направленной доставки лекарств, биосенсоров, бактерицидных покрытий и упаковочных материалов с поглотителями этилена, а также экстракция биологически активных веществ и очистка от примесей.

Покупая лабораторные ультразвуковые двухмерные диспергаторы материалов импортного и российского производства у дилера в России, компании «Лабораторное оснащение», вы получаете: гибкие условия поставок, доставку во все регионы России, гарантию производителя, сервис и обслуживание, подбор аналогов, комплектующих и самые лучшие цены!