नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री के संश्लेषण के लिए अल्ट्रासोनिक के अनुप्रयोग

नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री में हाल के विकास ने नए संश्लेषणात्मक तरीकों के विकास द्वारा नेतृत्व किया है जो आकार, रूपिकी, और नैनो/सूक्ष्म संरचना पर नियंत्रण प्रदान करते हैं। उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक का उपयोग नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्रियों के लिए एक सरल, बहुपरकारी संश्लेषण उपकरण प्रदान करता है, जो अक्सर पारंपरिक तरीकों द्वारा उपलब्ध नहीं होते हैं। अल्ट्रासोनिक से संबंधित प्राथमिक भौतिक घटनाएँ, जो सामग्री के संश्लेषण के लिए प्रासंगिक हैं, वे हैं कैविटेशन और नेबुलाइजेशन। ध्वनिक कैविटेशन (एक तरल में बुलबुलों का निर्माण, वृद्धि, और implosive गिरावट) गिरने वाले बुलबुले के अंदर अत्यधिक परिस्थितियाँ पैदा करता है और तरल या तरल-ठोस स्लरी में अधिकांश सोनोकैमिकल घटनाओं का मूल होता है। नेबुलाइजेशन (एक तरल से गुजरने वाले अल्ट्रासोनिक द्वारा धुंध का निर्माण और तरल-गैस इंटरफेस पर बाधित होना) अल्ट्रासोनिक स्प्रे पायरोलिसिस (USP) के लिए आधार है, जिसमें बाद की प्रतिक्रियाएँ धुंध की गर्म बूँदों में होती हैं। दोनों मामलों में, हमारे पास चरण-विभाजित अटोलिटर माइक्रोरिएक्टर्स के उदाहरण हैं: सोनोकैमिस्ट्री के लिए, यह तरल में एक-दूसरे से अलग बुलबुलों के अंदर गर्म गैस है, जबकि USP के लिए यह गैस में एक-दूसरे से अलग गर्म बूँदें हैं। कैविटेशन-प्रेरित सोनोकैमिस्ट्री ऊर्जा और पदार्थ के बीच एक अद्वितीय अंतःक्रिया प्रदान करता है, बुलबुलों के अंदर लगभग 5000 K के गर्म स्थानों के साथ, लगभग 1000 बार का दबाव, >10(10) K s(-1) का तापीय और शीतलन दर; ये असाधारण परिस्थितियाँ सामान्यतः पहुँच योग्य रासायनिक प्रतिक्रिया स्थान की एक श्रृंखला तक पहुँच प्रदान करती हैं, जिससे विभिन्न अनियमित नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्रियों का संश्लेषण संभव होता है। कैविटेशनात्मक रसायनिकी के पूरक के रूप में, USP द्वारा बनाए गए माइक्रोड्रॉपलेट रिएक्टर्स विस्तारित नैनोकॉम्पोजिट्स के निर्माण में सहायता करते हैं। इस समीक्षा में, हम दोनों संश्लेषणात्मक तरीकों के मौलिक सिद्धांतों और नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री के संश्लेषण में अल्ट्रासोनिक के अनुप्रयोगों के हाल के विकास का सारांश प्रस्तुत करते हैं।