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ナノ粒子分散装置の仕組み
ナノ粒子分散装置機能は、ナノ粒子を含むシステムにエネルギーを適用して、培地内での個々の分離を促進することにより機能します。このエネルギーは、ファンデルワールスの力などの粒子を保持する力を破壊し、本質的に機械的、音響的、または電磁気になる可能性があります。
典型的な機器には、高-せん断ミキサー、超音波プロセッサ、ビーズミルが含まれます。これらのデバイスは、粒子凝集体に力を発揮し、そのサイズを縮小して安定した懸濁液を生成します。たとえば、超音波プロセッサは、20 kHz〜60 kHzの範囲の周波数を利用して、液体のキャビテーションを生成し、粒子クラスターを効果的に壊します。
ナノ粒子を分散するための最良の方法
ナノ粒子を分散する最適な方法は、粒子の特性と分散の望ましい結果に依存します。一般的に、超音波キャビテーションと高-せん断混合は、凝集力を保持する力を克服できる高エネルギー環境を生成する能力のために最も効果的です。
研究によると、20分間の40 kHzの周波数での超音波分散は、多くの場合100 nm未満に粒子サイズの縮小を達成できることが示されています。電力密度（w/cm³）や処理時間などのパラメーターは、分散の品質に大きく影響します。
ナノ粒子分散の重要性
ナノ粒子の適切な分散は、ナノ材料のパフォーマンスと機能を向上させる上で重要です。ナノ粒子の均一な分布は、バイオアベイラビリティに影響を与える可能性のある薬物送達などの用途や、機械的強度と光学特性に影響を与えるコーティングと複合材料に影響を与える可能性があります。
たとえば、医薬品産業では、分散したナノ粒子は、アクティブな医薬品成分の溶解度と安定性を改善することができます。同様に、導電性インクの生成では、分散さえも一貫した電気導電率を保証します。
ナノ粒子分散における一般的な課題
ナノ粒子分散の主な課題は、粒子が時間の経過とともに凝集しない安定した懸濁液を達成することです。その他の重要な問題は次のとおりです。
- 凝集：引力による粒子が一緒に凝集する傾向。
- 安定性：分散粒子が時間の経過とともに沈降したり凝集したりしないようにします。
- 粘度：培地の高い粘度は、効果的な分散を妨げる可能性があります。
分散法を特定の粒子の種類と用途に合わせて調整する必要性から、さらなる合併症が生じ、エネルギーの入力と潜在的な分解またはナノ粒子の変化のバランスがとられています。
Powersonic Company Solutions
Powersonicは、ナノ粒子分散用に特別に設計された超音波プロセッサを提供します。それらのデバイスは、最大1000ワットの調整可能な出力と最大40 kHzの周波数を提供し、研究と産業の両方の設定の両方で幅広いアプリケーションに適しています。
Powersonicのソリューションは、一般に100 nm未満に達する粒子サイズ分布を伴う均一な分散を達成する能力で知られています。彼らの機器は、さまざまなプローブサイズと材料でカスタマイズでき、ユーザーは特定のニーズに応じてプロセスを調整できます。
参照
- スミス、J。etal。 （2020）。ナノ粒子の超音波分散：プロセスパラメーターの評価。 Journal of Material Science。
- Lee、T。and Kim、H。（2019）。ナノ粒子分散液の高-せん断混合の最適化。 Nanotechnology Review、12（3）、456 - 462。
- Powersonic、Inc。ナノ粒子分散液用の超音波溶液。 [オンライン利用可能：https：//www.powersonictech.com/nanodispersion]
