nanoparticelleHanno piccole dimensioni delle particelle, elevata energia superficiale e una tendenza ad agglomerarsi spontaneamente. L'agglomerazione influirà notevolmente sui vantaggi delle nanopolveri. Pertanto, migliorare la dispersione e la stabilità delle nanopolveri in un mezzo liquido è un tema di ricerca molto importante.
La dispersione di particelle è un settore emergente e di frontiera sviluppato negli ultimi anni. La cosiddetta dispersione di particelle si riferisce al processo di separazione e dispersione di particelle di polvere in un mezzo liquido, distribuendole uniformemente in tutta la fase liquida. Tale processo comprende principalmente tre fasi: bagnatura, deagglomerazione e stabilizzazione delle particelle disperse. La bagnatura si riferisce al processo di aggiunta lenta di polvere al vortice formatosi nel sistema di miscelazione, in modo che l'aria o altre impurità adsorbite sulla superficie della polvere vengano sostituite dal liquido. La deagglomerazione si riferisce alla dispersione di aggregati di particelle di maggiori dimensioni in particelle più piccole mediante metodi meccanici o di super-crescita. La stabilizzazione si riferisce alla garanzia che le particelle di polvere mantengano una dispersione uniforme a lungo termine nel liquido. A seconda dei diversi metodi di dispersione, si può suddividere in dispersione fisica e dispersione chimica. La dispersione ultrasonica è uno dei metodi di dispersione fisica.
Dispersione ultrasonicaMetodo: gli ultrasuoni presentano le caratteristiche di una lunghezza d'onda corta, una propagazione approssimativamente rettilinea e una facile concentrazione di energia. Gli ultrasuoni possono aumentare la velocità di reazione chimica, abbreviare il tempo di reazione e aumentare la selettività della reazione; possono anche stimolare reazioni chimiche che non possono verificarsi senza la presenza di onde ultrasoniche. La dispersione ultrasonica consiste nel posizionare direttamente la sospensione di particelle da processare nel campo di supergenerazione e trattarla con onde ultrasoniche di frequenza e potenza appropriate. Si tratta di un metodo di dispersione ad alta intensità. Si ritiene generalmente che il meccanismo della dispersione ultrasonica sia correlato alla cavitazione. La propagazione delle onde ultrasoniche utilizza il mezzo come vettore e, durante la propagazione delle onde ultrasoniche nel mezzo, si verifica un periodo alternato di pressione positiva e negativa. Il mezzo viene compresso e tirato sotto pressioni alternate positive e negative. Quando onde ultrasoniche con un'ampiezza sufficientemente elevata vengono applicate al mezzo liquido per mantenere una distanza molecolare critica costante, il mezzo liquido si rompe e forma microbolle, che successivamente si trasformano in bolle di cavitazione. Da un lato, queste bolle possono essere ridisciolte nel mezzo liquido, oppure possono galleggiare e scomparire; possono anche collassare a causa della fase di risonanza del campo ultrasonico. La pratica ha dimostrato che esiste una frequenza di supergenerazione adatta per la dispersione della sospensione, il cui valore dipende dalla granulometria delle particelle sospese. Per questo motivo, fortunatamente, dopo un periodo di supernascita, è consigliabile interrompere per un po' e continuare la supernascita per evitare il surriscaldamento. Anche il raffreddamento con aria o acqua durante la supernascita è un buon metodo.