فناوری نانو در بسیاری از دستاوردهای مهم امروزه نقش اساسی دارد. کاربرد نانوساختارها روز به روز درحال گسترش و توسعه است. نانوذرات نسبت به مواد کپه­ای، خواص منحصر به فردی، از جمله نسبت سطح به حجم زیاد دارند، به همین سبب تحقیقات زیادی در رابطه با سنتز و کاربرد نانوذرات انجام شده است. در سال‌های اخیر رشد فوق العاده‌ای در توسعه روش‌های جدید برای سنتز نانومواد و دسترسی به ابزارها برای طبقه‌بندی و دستکاری نانوذرات صورت گرفته است. از جمله این روش ها استفاده از التراسونیک (فراصوت) در فناوری نانو می باشد. التراسونیک (فراصوت) به امواجی با فرکانس بالای 20 کیلو هرتز گفته می شود که می تواند به محیط مایع با جامد تابیده شود و روش های گوناگونی برای سنتز نانومواد ایجاد کند.

در کتاب پنج روش استفاده از فراصوت برای تولید نانوذرات فلزی و اکسید فلزی5 روش مهم در رابطه با سنتز نانو ساختارها با استفاده از امواج التراسونیک (فراصوت) بیان شده است. این روش ها در دو دسته کلی سنتز به روش پایین به بالا و بالا به پایین قرار می گیرند. روش‌های پایین به بالا به‌گونه‌ای هستند که با تجمع اتم‌ها در شرایط خاص ساختار اتمی را از ابتدا و اتم به اتم تشکیل می‌دهند که معمولاً از روشکرد هسته‌زایی-رشد پیروی می‌کنند که از تشکیل اولیه یک هسته کوچک ناشی می‌شود و بقیه ساختار از آن منشا گرفته و رشد می‌کند، که شامل روش همرسوبی و التراسونیک (فراصوت)، و سه روش ترکیب سنتز الکتروشیمیایی و التراسونیک (فراصوت) می شود.

روش بالا به پایین شامل استفاده از مواد توده‌ای بزرگتر و ریز کردن آن ها، با استفاده از التراسونیک (فراصوت) می باشد که شامل، لایه نشانی نانوذرات از مواد توده ای به کمک التراسونیک (فراصوت) و سایش التراسونیک (فراصوت) می باشد. با استفاده از این روش ها به تولید نانوذرات فلزی مانند آلومینیوم و مس و همچنین نانوذرات اکسید فلزی مانند اکسید روی، اکسید مس (2)، اکسید آهن و اکسید منگنز پرداخته شده است.

با توجه به عملکرد بسیار زیاد تابش التراسونیک (فراصوت)، می خواهیم ببینیم که چطور می توان با استفاده از التراسونیک (فراصوت) به تولید نانوذرات پرداخت. در بیانی جامع می توان گفت در هر روشی که محلول وجود داشته باشد می توان تابش التراسونیک (فراصوت) را اضافه نمود و از خواص آن بهره برد.

از التراسونیک (فراصوت) می توان در هر دو مسیر بالا به پایین و پایین به بالا در سنتز نانوذرات استفاده نمود. از تکنییک بالا به پایین دو روش سایش التراسونیک (فراصوت) و لایه نشانی به کمک التراسونیک (فراصوت) را بیان می کنیم. و از تکنیک پایین به بالا، ترکیب التراسونیک (فراصوت) با روش همرسوبی، روش الکتروشیمی صوتی که ترکیب التراسونیک (فراصوت) با فرآیند الکتروشیمی یا استفاده از جریان الکتریکی برای سنتز نانوذرات، بیان می­کنیم. در اینجا، روش سونو الکتروشیمی به دو بخش تابش همزمان حین فرایند الکترولیز و الکتروشیمی صوتی مستقیم تقسیم می شود.

-2 مقایسه روش همرسوبی در حضور و عدم حضور تابش التراسونیک (فراصوت)

در این بخش به بررسی سنتز نانوذرات اکسید منگنز (MnO₂) می پردازیم[ⁱ, ⁱⁱ]. می خواهیم بررسی سنتز این نانوذرات را در حضور و عدم حضور التراسونیک (فراصوت) در روش همرسوبی مقایسه کنیم. ابتدا روش سنتز را بیان کرده و بعد از سنتز به مقایسه می پردازیم.

سنتز نانوذرات اکسید منگنز در حضور تابش التراسونیک ( دستگاه هموژنایزر اولتراسونیک پروبی)

برای تهیه محلول سنتز، 4.5 گرم پلی (اتیلن گلیکول) -پلی (پروپیلن گلیکول) -پلی (اتیلن گلیکول) (P123) (مرک، آلمان) در 50 سی سی آب مقطر با همزن مغناطیسی حل شد. سپس، 0.42 گرم منگانیت پتاسیم (مرک ، آلمان) به مدت 5 دقیقه در دمای اتاق به محلول فوق اضافه شده تا محلول بنفش تیره بدست آید. برای سنتز نانوذرات MnO2 در صورت عدم تابش التراسونیک (فراصوت)، محلول سنتز برای بیش از 6 ساعت در شرایط محیط قرار گرفت، پس از آن ، سنتز MnO2 به آرامی اتفاق می افتد.

برای سنتز نانوذرات اکسید منگنز تحت تابش التراسونیک (فراصوت)، محلول سنتز به یک بشر شیشه ای 100 میلی لیتری منتقل می شود و بشر شیشه ای با گیره های مخصوص ثابت می شود. واکنش سونوشیمیایی با استفاده از پروب التراسونیک (فراصوت) (Dr Hielscher ، 200up -24 KHz) انجام شده است. نوک پروب به شکل مخروطی است که در انتها به 3 میلی متر می رسد و تقریباً 10 میلی متر درون محلول قرار دارد. دمای بشر شیشه ای توسط حمام آب در دمای اتاق ثابت نگه داشته می شود. تابش التراسونیک (فراصوت) روی حداکثر توان تنظیم شده و به مدت 20 دقیقه ادامه دارد[ii].

در مطالعه دیگر سنتز نانوذرات اکسید روی با دستگاه هموژنایزر اولتراسونیک پروبی 18 برابر سریعتر انجام گردید.

قیمت دستگاه هموژنایزر ایرانی

قیمت دستگاه هموژنایزر ایرانی بسته به نوع دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی، دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی و دستگاه هموژنایزر صنعتی متفاوت است. معمولاً توان دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی 3 تا 5 برابر دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی است ولی قیمت آن در حدود2 تا 2.5 برابر قیمت هموژنایزر آزمایشگاهی می باشد. همچنین توان یک دستگاه هموژنایزر صنعتی در حدود 3 تا 5 برابر دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی و 10 تا 14 برابر دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی است ولی قیمت هموژنایزر صنعتی در حدود 2 تا 3 برابر دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی می باشد. ولی به هر حال قیمت هموژنایزر قیمت بسیار مقرون به صرفه ای است چون دستگاه التراسونیک (اولتراسونیک) با درآمدزایی بسیار بالا قیمت دستگاه التراسونیک (اولترا سونیک) را جبران می کند.

جهت کسب اطلاع از قیمت دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی و قیمت دستگاه هموژنایزر صنعتی با شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) تماس بگیرید. همکاران ما ضمن مشاوره دقیق در خصوص خرید دستگاه هموژنایزر مورد نیاز صنعت شما، خرید دستگاه التراسونیک مقرون به صرفه را به شما پیشنهاد می دهند. زیرا خرید دستگاه هموژنایزر با توجه به طیف وسیع هموژنایزر ایرانی ساخت شرکت فاپن و قیمت دستگاه التراسونیک ایرانی که بسیار پایین تراز نمونه های اروپایی و حتی چینی می باشد نیاز به امکان سنجی، تست آزمایشگاهی، تست نیمه صنعتی یا پایلوت و تست صنعتی دارد تا بهترین نتیجه در خرید دستگاه هموژنایزر را داشته باشد.

برای مشاهده دستگاه های نصب و راه اندازی شده در صنایع غذایی لینک های زیر را ببینید:

نصب و راه اندازی سامانه عصاره گیری التراسونیک

https://www.aparat.com/v/agRAm

سامانه عصاره گیری التراسونیک

https://www.aparat.com/v/mcqux

تولید سس بالزامیک با التراسونیک

https://www.aparat.com/v/uxoVe

تولید نانوامولسیون با دستگاه التراسونیک هموژنایزر نیمه صنعتی

https://www.aparat.com/v/EMQDZ

پرمیل التراسونیک

https://www.aparat.com/v/r9BFR

i. A. Hajnorouzi, M. S. Rahmanifar, P. Yaghoubi (2020) Effects of Increasing Acoustic Power at a Small-Diameter Ultrasonic Horn Tip on the Synthesis and Characteristics of MnO₂ Nanoparticles, Journal of the Korean Physical Society, 77,2, 153.

ii. P. Yaghoubi, A. Hajnorouzi, M. S. Rahmanifar, A. H. Foruzan (2019) Synthesis of MnO₂ nanoparticles in the presence and absence of ultrasonic irradiation, Iran J Sci Technol Trans Sci, https://doi.org/10.1007/s40995-019-00702-8.