Nanocząstki mają małą wielkość cząstek, wysoką energię powierzchniową i spontaniczną aglomerację, a obecność aglomeracji będzie miała duży wpływ na zalety nanoproszków. Dlatego bardzo ważne jest, jak poprawić dyspersję i stabilność nanoproszków w ciekłych mediach. Tematy badawcze.
Dyspersja cząstek jest wschodzącą dyscypliną brzegową, która rozwinęła się w ostatnich latach. Tak zwana dyspersja cząstek odnosi się do procesu, w którym cząstki proszku są oddzielane i rozpraszane w ciekłym ośrodku i równomiernie rozprowadzane w fazie ciekłej i obejmują głównie trzy etapy zwilżania, deagglomeracji i stabilizacji rozproszonych cząstek. Zwilżanie odnosi się do procesu powolnego dodawania proszku do wiru utworzonego w systemie mieszania w celu zastąpienia powietrza lub innych zanieczyszczeń zaadsorbowanych na powierzchni proszku za pomocą cieczy. Deaglomeracja odnosi się do rozproszenia agregatów o większych rozmiarach cząstek na mniejsze cząstki metodami mechanicznymi lub ultradźwiękowymi. Stabilizacja odnosi się do zapewnienia, że cząstki proszku pozostają jednolicie rozproszone przez długi okres czasu w cieczy. Zgodnie z różnymi metodami dyspersji można ją podzielić na dyspersję fizyczną i dyspersję chemiczną. Dyspersja ultradźwiękowa jest jedną z metod dyspersji fizycznej.
Metoda dyspersji ultradźwiękowej: fale ultradźwiękowe mają charakterystykę krótkiej długości fali, przybliżoną propagację liniową i łatwą koncentrację energii. Fale ultradźwiękowe mogą zwiększyć szybkość reakcji chemicznych, skrócić czas reakcji, zwiększyć selektywność reakcji, a także stymulować reakcje chemiczne, które nie mogą wystąpić przy braku fal ultradźwiękowych. Dyspersja ultradźwiękowa to wysokowydajna metoda dyspersji polegająca na bezpośrednim umieszczeniu zawiesiny cząstek poddawanych obróbce w polu ultradźwiękowym i traktowaniu ich falami ultradźwiękowymi o odpowiedniej częstotliwości i mocy. Mechanizm działania ultradźwiękowej dyspersji jest obecnie uważany za związany z kawitacją. Propagacja fal ultradźwiękowych opiera się na medium. Podczas propagacji fal ultradźwiękowych w ośrodku występuje zmienny okres dodatniego i ujemnego ciśnienia. Medium jest ściskane i ciągnięte pod zmiennym ciśnieniem dodatnim i ujemnym. Gdy fale ultradźwiękowe o wystarczającej amplitudzie są wykorzystywane do działania na krytyczną odległość molekularną, w której płynne medium pozostaje stałe, ciekłe medium pęka, tworząc mikropęcherzyki, a mikrobąbelki dalej rosną w pęcherzyki kawitacyjne. Z jednej strony, pęcherzyki te mogą być ponownie rozpuszczone w ciekłym medium, albo mogą unosić się i znikać; mogą również wypadać z fazy rezonansowej pola ultradźwiękowego. Praktyka wykazała, że istnieje optymalna częstotliwość ultradźwiękowa dla dyspersji zawiesiny, a jej wartość zależy od wielkości cząstek zawieszonych cząstek. Z tego powodu lepiej jest zatrzymać ultradźwięki na pewien okres czasu po pewnym czasie, a następnie kontynuować ultradźwięki, aby uniknąć przegrzania. Jest to również dobra metoda chłodzenia powietrza powietrzem lub wodą.