¿Cuál es la diferencia entre la tecnología de agitación mecánica y dispersión ultrasónica?

La dispersión de partículas se refiere al proceso en el que las partículas de polvo se separan y dispersan uniformemente en un medio líquido. Dependiendo del método de dispersión, se puede clasificar de la siguiente manera:

Dispersión por agitación mecánica: utiliza principalmente energía mecánica, como fuerzas de corte o impacto, para dispersar nanopartículas en el medio. Al aplicar fuerza mecánica al sistema de dispersión, se producen cambios físicos y químicos en las sustancias del sistema junto con una serie de reacciones químicas para lograr la dispersión. Sin embargo, la presencia de medios de molienda durante el proceso de molienda introduce nuevas impurezas e impone ciertas limitaciones en la formación de partículas submicrónicas.

Un agitador mecánico es un dispositivo que fuerza la convección y la mezcla uniforme de un medio líquido o gaseoso. El tipo, tamaño y velocidad del agitador afectan la distribución de la potencia de agitación entre el flujo general y la pulsación de corrientes parásitas. Normalmente, la distribución de potencia de un agitador tipo turbina es ventajosa para la pulsación de corrientes parásitas, mientras que un agitador tipo hélice es beneficioso para el flujo general. Para un tipo determinado de agitador, bajo la condición de igual consumo de energía, un agitador de gran diámetro y baja velocidad consume energía principalmente en el flujo general, favoreciendo la mezcla macroscópica. Un agitador de pequeño diámetro y alta velocidad consume energía principalmente en pulsaciones de corrientes parásitas, lo que favorece la mezcla microscópica.

Dispersión ultrasónica: una técnica común de dispersión de materiales que utiliza ondas ultrasónicas de alta frecuencia para dispersar materiales en partículas pequeñas, logrando una mezcla uniforme.

La dispersión ultrasónica es un proceso que utiliza la vibración mecánica de ondas ultrasónicas para dispersar partículas en un líquido. En este proceso, la fuente de ondas ultrasónicas genera vibraciones de alta frecuencia que se propagan a través del líquido, creando fuertes fuerzas de corte mecánicas y microflujos, dispersando eficazmente las partículas de manera uniforme en el líquido.

Una de las razones de la presencia de equipos de dispersión ultrasónica es la aparición de tensiones de tracción en el líquido, que conducen a la formación de presión negativa localmente. La disminución de presión hace que los gases originalmente disueltos en el líquido se sobresaturen y escapen del líquido, formando pequeñas burbujas. Otra razón es la poderosa tensión de tracción que 'desgarra' el líquido, creando una cavidad conocida como cavitación.

La dispersión ultrasónica a gran escala de la dispersión de partículas es un campo interdisciplinario emergente que se ha desarrollado en los últimos años. La dispersión de partículas se refiere al proceso de ingeniería en el que las partículas de polvo se separan y dispersan en un medio líquido y se distribuyen uniformemente por todo el líquido. Incluye principalmente tres etapas: humectación, desaglomeración y estabilización de partículas dispersas. La humectación se refiere al proceso de introducir lentamente el polvo en el sistema de mezcla, formar remolinos y reemplazar el aire u otras impurezas adsorbidas en la superficie del polvo con el líquido. La desaglomeración se refiere a la dispersión de aglomerados más grandes en partículas más pequeñas mediante métodos mecánicos o ultrasónicos. La estabilización garantiza que las partículas de polvo permanezcan uniformemente dispersas en el líquido durante mucho tiempo. Dependiendo del método de dispersión, se puede clasificar en dispersión física y dispersión química. La dispersión ultrasónica es uno de los métodos de dispersión física.

La dispersión ultrasónica es una técnica que utiliza ondas de vibración de alta frecuencia para dispersar materiales en partículas pequeñas, involucrando aspectos como efectos de presión acústica, fuerzas de corte, efectos térmicos y propiedades del material. Al seleccionar los parámetros ultrasónicos y las condiciones de procesamiento apropiados, se puede lograr una mezcla y dispersión de materiales eficiente y uniforme.

La dispersión ultrasónica se usa comúnmente en la preparación de nanopartículas, emulsiones, suspensiones, etc. En comparación con los métodos tradicionales de agitación mecánica, la tecnología de dispersión ultrasónica ofrece ventajas como una efectividad de dispersión superior, operación rápida, facilidad de uso y distribución estrecha del tamaño de partículas. La dispersión ultrasónica se aplica ampliamente en materiales particulados, biomedicina, industria química, alimentos y otros campos.

Preparación de nanopartículas: la dispersión ultrasónica se usa ampliamente para preparar nanopartículas mediante la dispersión de partículas de polvo en nanopartículas mediante la acción mecánica de ondas ultrasónicas, para la producción de nanomateriales y nanocompuestos.

Aplicaciones biomédicas: en la preparación farmacéutica, la dispersión ultrasónica se puede utilizar para crear portadores de nanofármacos para mejorar la disponibilidad biológica y la eficacia de los fármacos.

Procesamiento de alimentos: La dispersión ultrasónica se emplea en la industria alimentaria para procesos de emulsificación, suspensión, homogeneización, se utiliza en la producción de emulsiones, yogures, jugos, etc.

Industria química: en industrias como recubrimientos, tintas y pigmentos, la dispersión ultrasónica se utiliza para homogeneizar y dispersar partículas de pigmento.

Síntesis de nanomateriales: la dispersión ultrasónica se utiliza para sintetizar nanomateriales como nanopartículas, nanofibras, etc.

Preparación de emulsiones y agentes emulsionantes: La dispersión ultrasónica se utiliza para preparar emulsiones estables y agentes emulsionantes, ampliamente aplicada en la industria alimentaria, cosmética, farmacéutica, etc.

Pilas de combustible: la dispersión ultrasónica se emplea para preparar materiales clave para las pilas de combustible, como catalizadores y membranas de electrolitos.

Carga de fármacos de nanopartículas: la dispersión ultrasónica se utiliza para preparar sistemas de administración de nanofármacos, donde las nanopartículas transportan medicamentos para su administración dirigida.