Name: Activerende moleculen, ionen, en Vaste deeltjes met akoestische cavitatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-11T21:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 22 s
Description: Leer hoe akoestische cavitatie ionen en vaste stoffen activeert met behulp van hoogfrequente ultrageluid. Deze methode toont sonoluminescentie van uranium en bereidt stabiele colloïden van platina nanopartikels.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs willen graag de Franse ANR (subsidie ​​ANR-10-BLAN-0810 NEQSON) en CEA / DEN / Marcoule erkennen.

1. Meting van Uranium Sonoluminescentie De thermostaat is cilindrische sonoreactor is gemonteerd op de top van een hoge frequentie transducer leveren 203 of 607 kHz echografie. Ultrasone bestraling met lage frequentie ultrageluid van 20 kHz wordt uitgevoerd met een 1-cm 2 titaanhoorn reproduceerbaar bovenop de reactor. De emissiespectra worden in het bereik 230-800 nm met een spectrometer gekoppeld aan een vloeibare stikstof gekoelde CCD-camera. Waterstof in het uitlaatgas wordt gelijktijdig gemeten met de spectroscopische studie met behulp van een quadrupool massaspectrometer (MS). <ol><li> Bereid de sonoreactor door stevig bevestigen van het glas op de hoge frequentie transducer en de Teflon deksel houdt de 20 kHz hoorn op het glas. Zet de sonoreactor de translatietrap en zijn positie om het aanpassen van de twee spiegels het midden van de reactor op de ingangsspleet van de emissie spectrometer. </li&gt; <li> Bereid uranyl oplossingen in perchloorzuur door het oplossen gewogen UO 3 monsters, die door CETAMA / CEA Frankrijk, in een minimaal volume van geconcentreerde HClO 4 onder verhitting. Pas dan is het volume van de oplossing met verdund HClO 4. Om uranyl oplossingen bereiden in H 3 PO 4 ontbinden UO 3 monsters in geconcentreerde HClO 4, verdampen de verkregen oplossing voor de natte zouten en los de laatste in het gewenste volume van 0,5 MH 3 PO 4. </li><li> Zet de oplossing om te studeren in de sonoreactor. Nauw vervang de 20 kHz hoorn. Thermokoppel en inlaatgas tube op de sonoreactor en sluit de uitlaat gasbuis naar de ingang van de massaspectrometer. </li><li> Doe de cryostaat bij ~ 0-1 ° C. Laat argon luchtbel in de oplossing bij een stroomsnelheid van 100 ml / min gedurende ten minste 30 minuten en volg Ar en H2 MS signalen. </li><li> Wanneer MS signalen constant, het inschakelen van de ultrasone generator(Ofwel de hoogfrequent een, bij 60-80 W, of 20 kHz is, 35 W) en wacht ongeveer 20 min tot een steady-state temperatuur van ongeveer 10 ° C wordt bereikt in de sonoreactor. De H 2 MS signaal moeten toenemen, met vermelding van cavitatie en water sonolyse. </li><li> Sluit de lichtdichte doos rond de sonoreactor en beginnen met het meten sonoluminescence spectra, elk gedurende 300 seconden om een ​​goede intensiteit van het signaal te waarborgen. Voor elke golflengte interval maken drie spectra om het signaal te verhogen tot ruis verhouding en zet tweede-orde-light filter indien nodig. </li><li> Na meting van de SL spectra, zet de ultrasone generator en blijf meten MS signalen tot een mooi basislijn is bereikt. Tegelijkertijd meten emissiespectra in afwezigheid van Amerikaanse waarmee SL spectra parasiet licht corrigeren. </li></ol> 2. Sonochemical Vermindering van Pt (IV) in waterige oplossingen <ol><li> Bereid een 5 g / L Pt (IV) oplossing uitgaande van H 2 &lt;/ Sub&gt; PtCl 6 · 6H 2 O zout. Opmerkingen: platinazouten zijn licht en vocht gevoelig. Houd de resterende zout onder inerte atmosfeer en zo mogelijk uit te voeren de weging procedure binnen een niet-reactief gas sfeer handschoenenkastje. </li><li> Onder een afzuigkap, het opzetten van een 50 ml luchtdichte glazen reactor voorzien van een dubbele wand (Figuur 6). <img alt="Figuur 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51237/51237fig6highres.jpg" width="500" /> Figuur 6:.. Experimentele opstelling voor Pt (IV) sonochemical reductie bij 20 kHz 1 ultrasone generator van 20 kHz echografie met 750 W van de maximale stroom, 2 Piezoceramic transducer, 3 Titanium hoorn, 4 waarvan de thermostaat reactor 5... . Gasinlaat, uitlaat 6. Sample, 7. thermokoppel, 8. PTFE ring. </li><li> Voorzie de reactor met een Pt-100 thermostel, een septum, een PTFE gasinlaat en een gasuitlaat met debietmeters geijkt bereik van 100 ml / min. Sluit de gas-uitgang aan een sifon (moleculaire zeven) en ten slotte naar een gas massaspectrometer. LET OP: Zorg ervoor dat het gas te evacueren in de zuurkast omdat CO is een zeer schadelijke stof. Een CO-gas detector in het laboratorium is verplicht. </li><li> Op de top van de reactor vast een 1 cm ² titanium sonde met een piëzo-elektrische omvormer van een 20 kHz generator geleverd. Controleer of de sonotrode tip op ongeveer 2 cm vanaf de bodem van de reactor. </li><li> Voorafgaand aan experimenten, start de koelmachine en de temperatuur tot -18 ° C. Ondertussen introduceren 50 ml gedeïoniseerd water in de reactor en maakt het Ar / CO (10%) gas borrelen diep in de oplossing met een stroomsnelheid ongeveer 100 ml / min. Zorg ervoor dat er geen grote lekkage door het controleren van het gas uitlaat debiet. Zorg ervoor dat de sonotrode tip is 1-2 centimeter onder de oppervlakte vande vloeistof en start de gasvormige producten monitoring. </li><li> Na 10 tot 15 minuten, zet de gastoevoer iets onder het vloeistofoppervlak en zodra de koelmachine de setup temperatuur bereikt, start de ultrasone bestraling met een geluidsvermogen van 17 W / ml. </li><li> Na 15 tot 20 minuten van ultrasone straling, te controleren of de temperatuur een steady state ongeveer 40 ° C bereikt Zo niet, dan veranderen de koelmachine instellingen aan deze eis te voldoen. </li><li> Neem een precieze bedrag van de H 2 PtCl 6-oplossing met behulp van een injectiespuit met een roestvrij stalen naald. Introduceren voorzichtig de naald door het septum en injecteer de oplossing binnen de cavitatie zone onder de sonotrode tip. Spoel de spuit door zachtjes te pompen van de oplossing in en uit en eindelijk een 1 ml monster. Herhaal de bemonstering procedure op regelmatige tijdstippen van 15 tot 30 minuten. </li><li> Meet de totale concentratie evolutie Pt ionen in oplossing met ICP-OES analyse na verdunning van eenliquots in 0,3 M HNO 3. Ondertussen bepaalt de hoeveelheid Pt (IV) ionen in het systeem door de 260 nm band UV / Vis spectroscopie. </li><li> Zodra er geen platina-ionen kan worden gedetecteerd in oplossing, zet de ultrasone bestraling, zet het gas borrelen en de koelmachine. Neem de platina nanodeeltjes schorsing uit de reactor. </li><li> Voorafgaand aan de analyse TEM, proberen om de schorsing centrifugeren bij hoge rotatiesnelheid (20414 xg) gedurende ten minste 20 minuten. Verwijder voorzichtig het supernatant en bewaar de borg na drogen bij kamertemperatuur onder vacuüm of laat het in een kleine hoeveelheid water. </li><li> Sommige monsters kunnen zeer moeilijk om zich te concentreren en kan langer centrifugeren tijd nodig. Als het niet lukt, gebruikt deze procedure alleen het platina nanodeeltjes scheiden van de grotere titaniumdeeltjes model in oplossing tijdens de ultrasone bestraling en houden het supernatant deze tijd. </li><li> Verspreiden een druppel supernatantof enkele milligrammen van gedroogde producten in absolute ethanol of isopropanol. Borg een druppel van de suspensie op een koolstof beklede koperen rooster en ga verder met de HRTEM analyse na totale verdamping van het oplosmiddel. </li></ol> 3. Sonochemical Synthese van Plutonium colloïden In Marcoule, wordt de ATALANTE voorziening die is uitgerust met een aantal hete laboratoria en afgeschermde cellijnen gewijd aan onderzoek en ontwikkeling voor de splijtstofcyclus. Een van de gloveboxen is gewijd aan de studie van de sonochemical reacties van actiniden. <ol><li> Opschorten 200 mg Puo 2 (S BET = 13,3 m 2 / g) in 50 ml zuiver water in de sonochemical reactor gelegen in het handschoenenkastje. </li><li> Rust de reactor met de strakke Teflonring en de 20 kHz ultrasone sonde. Vóór elk experiment, schroef een nieuwe tip om maximaal effect van cavitatie te garanderen en te voorkomen dat de ophoping van titanium deeltjes in oplossing als gevolg van de tip erosie. </li&gt; <li> Stel de temperatuur van de cryostaat (Huber CC1) buiten het handschoenenkastje laag genoeg om de temperatuurstijging in oplossing beheerder na de echo wordt ingeschakelde. Merk op dat het koelsysteem is voorzien van een warmtewisselaar radioactieve besmetting de slagboom voorkomen. Plaats de strakke thermokoppel in de cel om de temperatuur van de oplossing te controleren. </li><li> Laat de oplossing borrelen met zuiver argon 20 minuten voor sonicatie (100 ml / min). Merk op dat de Ar borrelende worden toegepast tijdens de gehele sonicatie experimenten om de maximale effecten van akoestische cavitatie waarborgen. </li><li> Stel de ultrasone generator op de juiste amplitude (~ 30%) om het gewenste akoestisch vermogen P ac (17 W / cm 2) van de oplossing te verkrijgen. Merk op dat de akoestische energie die daarvoor wordt gemeten volgens de methode thermische sonde 22. Met de juiste omstandigheden, de ophoping van waterstofperoxide in oplossing (verkregende combinatie van hydroxylradicalen geïnduceerd door de homolytische dissociatie van gesoniceerd watermoleculen) wordt vooraf gemeten in zuiver water om het systeem te kalibreren en laat de reproduceerbaarheid van het experiment. </li><li> Schakel op de ultrasone generator en ultrasone trillingen het Puo 2 oplossing. Pas de cryostaat instellingen op een temperatuur van 30 ° C in de oplossing te verkrijgen. </li><li> Zodra de colloïden worden gevormd (5-12 uur na bestraling), uitschakelen van de ultrasone generator, breng de oplossing centrifugebuis en centrifugeer gedurende 10 min (22.000 xg) om de vaste fase te verwijderen. </li><li> UV-Vis spectrometer kan daarna worden gebruikt voor een directe analyse en karakterisering van Pu colloïden. Tijdens sonicatie, de kinetiek van H 2 O 2 accumulatie oplossing onder ultrasone bestraling kan ook worden gemeten volgens de colorimetrische methode bij 410 nm (ε = 780 cm -1 M -1) na verdunning van 500 ui bemonsterde oplossingmet 500 ul TiOSO 4 (2 x 10 -2 M in 2 M HNO 3-0,01 M [N 2 H 5] [NO 3]) gevolgd door centrifugatie. </li></ol>

<ol><li>Mason, T. J., Lorimer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applied+Sonochemistry.+The+Uses+of+Power+Ultrasound+in+Chemistry+and+Processing%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley-VCH+Verlag+GmbH%22%5BJournal%5D)">Applied Sonochemistry. The Uses of Power Ultrasound in Chemistry and Processing.</a> Wiley-VCH Verlag GmbH. , Weinheim. (2002).</li>
<li>Suslick, K. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSuslick%2C+KS+%22Ultrasound%3A+Its+Chemical%2C+Physical%2C+and+Biological+Effects%22">Ultrasound: Its Chemical, Physical, and Biological Effects</a>. , Wiley-VCH. New York. (1988).</li>
<li>Pflieger, R., Brau, H. -P., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonoluminescence+from+OH%28C2%CE%A3%2B%29+and+OH%28A2%CE%A3%2B%29+Radicals+in+Water%3A+Evidence+for+Plasma+Formation+during+Multibubble+Cavitation%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Sonoluminescence from OH(C2Σ+) and OH(A2Σ+) Radicals in Water: Evidence for Plasma Formation during Multibubble Cavitation.</a> Chem. Eur. J. 16, 11801-11803 (2010).</li>
<li>Ndiaye, A. A., Pflieger, R., Siboulet, B., Molina, J., Dufreche, J. -F., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonequilibrium+Vibrational+Excitation+of+OH+Radicals+Generated+during+Multibubble+Cavitation+in+Water%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+A%22%5BJournal%5D)">Nonequilibrium Vibrational Excitation of OH Radicals Generated during Multibubble Cavitation in Water.</a> J. Phys. Chem. A. 116, 4860-4867 (2012).</li>
<li>Ndiaye, A. A., Pflieger, R., Siboulet, B., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Origin+of+Isotope+Effects+in+Sonoluminescence+Spectra+of+Heavy+and+Light%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">The Origin of Isotope Effects in Sonoluminescence Spectra of Heavy and Light.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 2478-2481 (2013).</li>
<li>Pflieger, R., Cousin, V., Barré, N., Moisy, P., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonoluminescence+of+Uranyl+Ions+in+Aqueous+Solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Sonoluminescence of Uranyl Ions in Aqueous Solutions.</a> Chem. Eur. J. 18, 410-414 (2012).</li>
<li>Chave, T., Navarro, N. M., Nitsche, S., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+Pt%28IV%29+Sonochemical+Reduction+in+Formic+Acid+Media+and+Pure+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Mechanism of Pt(IV) Sonochemical Reduction in Formic Acid Media and Pure Water.</a> Chem. Eur. J. 18, 3879-3885 (2010).</li>
<li>Thompson, L. H., Doraiswamy, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemistry%3A+science+and+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Sonochemistry: science and engineering.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 38, 1215-1249 (2012).</li>
<li>Nikitenko, S. I., Venault, L., Pflieger, R., Chave, T., Bisel, I., Moisy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+applications+of+sonochemistry+in+spent+nuclear+fuel+reprocessing%3A+a+short+review%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrason.+Sonochem%22%5BJournal%5D)">Potential applications of sonochemistry in spent nuclear fuel reprocessing: a short review.</a> Ultrason. Sonochem. 17, 1033-1040 (2010).</li>
<li>Chave, T., Den Auwer, C., Moisy, P., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemical+formation+of+Pu%28IV%29+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22ATALANTE+2012+Nuclear+chemistry+for+sustainable+fuel+cycles%22%5BJournal%5D)">Sonochemical formation of Pu(IV) colloids.</a> ATALANTE 2012 Nuclear chemistry for sustainable fuel cycles. , Montpellier, France. (2012).</li>
<li>Baird, C. P., Kemp, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Luminescence+spectroscopy%2C+lifetimes+and+quenching+mechanisms+of+excited+states+of+uranyl+and+other+actinide+ions%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+React.+Kinet%22%5BJournal%5D)">Luminescence spectroscopy, lifetimes and quenching mechanisms of excited states of uranyl and other actinide ions.</a> Prog. React. Kinet. 22 (2), 87-139 (1997).</li>
<li>Marcantonatos, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemistry+and+exciplex+of+the+uranyl+ion+in+aqueous+solution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.+Faraday+Trans%22%5BJournal%5D)">Photochemistry and exciplex of the uranyl ion in aqueous solution.</a> J. Chem. Soc. Faraday Trans. 76, 1093-1097 (1980).</li>
<li>Burrows, H. D., Kemp, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemistry+of+uranyl+ion%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Photochemistry of uranyl ion.</a> Chem. Soc. Rev. 3, 139-165 (1974).</li>
<li>Kazakov, V. P., Sharipov, G. L., Sadykov, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specific+quenching+of+the+radioluminescence+from+UO22%2B+ions+by+the+products+of+radiolysis+in+acidic+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22High+Energy+Chemistry+%28Khimiya+Vysokikh+Energii%22%5BJournal%5D)">Specific quenching of the radioluminescence from UO22+ ions by the products of radiolysis in acidic solutions.</a> High Energy Chemistry (Khimiya Vysokikh Energii. 16, 376-377 (1982).</li>
<li>2nd ed. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Chemistry+of+the+Actinide+Elements%22">The Chemistry of the Actinide Elements</a>. Katz, J. J., Seaborg, G. T., Morss, L. R. , Chapman and Hall. London. (1986).</li>
<li>Rabinowitch, E., Belford, R. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRabinowitch%2C+E+%22Spectroscopy+and+Photochemistry+of+Uranyl+Compounds%22">Spectroscopy and Photochemistry of Uranyl Compounds</a>. , Pergamon Press. London. (1964).</li>
<li>Mizukoshi, Y., Takagi, E., Okuno, H., Oshima, R., Maeda, Y., Nagata, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+platinum+nanoparticles+by+sonochemical+reduction+of+the+Pt%28IV%29+ions%3A+role+of+surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrason.+Sonochem%22%5BJournal%5D)">Preparation of platinum nanoparticles by sonochemical reduction of the Pt(IV) ions: role of surfactants.</a> Ultrason. Sonochem. 8, 1-6 (2001).</li>
<li>Fischer, C. H., Hart, E. J., Henglein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+Irradiation+of+Water+in+the+Presence+of+18%2C18O2%3A+Isotope+Exchange+and+Isotopic+Distribution+of+H2O2%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic Irradiation of Water in the Presence of 18,18O2: Isotope Exchange and Isotopic Distribution of H2O2.</a> J. Phys. Chem. 90, 1954-1956 (1986).</li>
<li>Nikitenko, S. I., Martinez, P., Chave, T., Billy, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemical+Disproportionation+of+Carbon+Monoxide+in+Water%3A+Evidence+for+Treanor+Effect+during+Multibubble+Cavitation%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Sonochemical Disproportionation of Carbon Monoxide in Water: Evidence for Treanor Effect during Multibubble Cavitation.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 9529-9532 (2009).</li>
<li>Surendran, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+self-assembly+of+platinum+nanoparticles+to+nanostructured+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">From self-assembly of platinum nanoparticles to nanostructured materials.</a> Small. 1, 964-967 (2005).</li>
<li>Chave, T., Grunenwald, A., Ayral, A., Lacroix-Desmazes, P., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemical+deposition+of+platinum+nanoparticles+on+polymer+beads+and+their+transfer+on+the+pore+surface+of+a+silica+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Sonochemical deposition of platinum nanoparticles on polymer beads and their transfer on the pore surface of a silica matrix.</a> J. Colloid Interface Sci. 395, 81-84 (2013).</li>
<li>Virot, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+dissolution+of+ceria+under+mild+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Catalytic dissolution of ceria under mild conditions.</a> J. Mater. Chem. 22, 14734-14740 (2012).</li>
<li>Virot, M., Chave, T., Nikitenko, S. I., Shchukin, D. G., Zemb, T., Moehwald, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+cavitation+at+the+water-glass+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Acoustic cavitation at the water-glass interface.</a> J. Phys. Chem. C. 114, 13083-13091 (2010).</li>
<li>Virot, M., Pflieger, R., Skorb, E. V., Ravaux, J., Zemb, T., Mohwald, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystalline+silicon+under+acoustic+cavitation%3A+from+mechanoluminescence+to+amorphization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Crystalline silicon under acoustic cavitation: from mechanoluminescence to amorphization.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 15493-15499 (2012).</li>
<li>Walther, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+in+the+formation+processes+of+Pu%28IV%29+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Radiochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">New insights in the formation processes of Pu(IV) colloids.</a> Radiochim. Acta. 97, 199-207 (2009).</li>
<li>Young, F. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYoung%2C+FR+%22Sonoluminescence%22">Sonoluminescence</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2004).</li>
<li>Pflieger, R., Schneider, J., Siboulet, B., Möhwald, H., Nikitenko, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Luminescence+of+trivalent+lanthanide+ions+excited+by+single-bubble+and+multibubble+cavitations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Luminescence of trivalent lanthanide ions excited by single-bubble and multibubble cavitations.</a> J. Phys. Chem. B. 117, 2979-2984 (2013).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De meest kritische parameters voor een succesvolle waarneming van sonoluminescentie en sonochemie zijn: 1) strikte controle van het verzadigen van gas en het grootste temperatuur tijdens sonicatie 2) zorgvuldige selectie van ultrasone frequentie, 3) een optimale samenstelling van gesoniceerd oplossing gebruiken om quenching voorkomen. De kinetiek van de reacties sonochemical en de intensiteit van sonoluminescentie is zeer gevoelig voor de temperatuur van ultrageluid ingediend oplossing: in t...

Het gebruik van macht echografie in tal van industriële en onderzoeksgebieden, zoals het reinigen van vaste oppervlakken, ontgassing van vloeistoffen, materiaalkunde, herstel van het milieu, en de geneeskunde, heeft veel aandacht gekregen in het afgelopen decennium 1. De ultrasone behandeling wordt het omzettingsrendement, verbetert de opbrengst en initieert de reacties in homogene oplossingen als in heterogene systemen. Algemeen wordt aangenomen dat de fysische en chemische effecten van ultrasone trillingen in vloeistoffen ontstaan ​​uit akoestische cavitatie of, in andere woorden, de implosieve ineenstorting van microbelletjes in vloeistoffen bestraald met ultrageluid stroom 2. Gewelddadige implosie van de cavitatie bellen genereert tijdelijke extreme omstandigheden in de gasfase van de bel, die verantwoordelijk zijn voor de vorming van chemisch actieve species en sonoluminescentie. Toch debat nog verder over de oorsprong van dergelijke extreme omstandigheden. Spectroscopische analysis van de sonoluminescence helpt om beter inzicht in de processen die optreden tijdens de bubble instorten. In water, verzadigd met edelgassen, de sonoluminescence spectra zijn samengesteld uit OH (A 2 Σ +-X 2 Π i), OH (C 2 S +-A 2 S +) bands en een breed continuüm gaande van UV tot NIR deel van de emissie spectra 3. Spectroscopische analyse van OH (A 2 Σ +-X 2 Π i) emissiebanden wijst op de vorming van niet-evenwichts plasma tijdens sonolyse water 4, 5. Bij lage ultrasone frequentie, is zwak opgewonden plasma met Brau vibratie distributie gevormd. Daarentegen, bij hoogfrequent ultrageluid, het plasma binnen instortende bellen Treanor gedrag vertoont typisch sterke vibrationele excitatie. De vibronische temperaturen (T v, T e) te verhogen met ultrasone frequentie aangeeft meer drastische intrabubble omstandigheden bij hoge-ultrageluid. In principe kan elke cavitatie bel worden beschouwd als een plasma chemische microreactor verschaffen hoogenergetische processen op bijna kamertemperatuur van de bulk oplossing. De fotonen en &quot;hot&quot; deeltjes die in de bel staat de niet-vluchtige soorten wekken in oplossing waardoor hun chemische reactiviteit. Zo is het mechanisme van ultrabright sonoluminescentie uranyl ionen in zure oplossingen beïnvloed door uraniumconcentratie: fotonen absorptie / re-emissie in verdunde oplossingen, en excitatie via botsingen met &quot;hot&quot; deeltjes draagt ​​bij hogere concentratie uranyl 6. Chemische species door cavitatie bellen kan worden gebruikt voor de synthese van nanodeeltjes zonder sjablonen of afsluitmiddelen. In zuiver water gespoeld met argon, de sonochemical reductie van Pt (IV) komt door waterstof afgegeven vanaf sonochemical watermoleculen splitsen waardoor monogedispergeerde nanoparticles van metalen platina 7. Sonochemical reductie wordt versneld verdeelstuk in aanwezigheid van mierenzuur of Ar / CO gasmengsel. Vele eerdere studies hebben de voordelen van ultrageluid aangetoond dat het oppervlak van verdeelde vaste stoffen activeren door de mechanische effecten naast activatie 8,9. Kleine vaste deeltjes die in grootte veel kleiner dan de cavitatiebelletjes niet verstoren de symmetrie van instorten. Wanneer echter een cavitatie gebeurtenis dichtbij grote aggregaten of bij uitgebreide oppervlakte van de bel implodeert asymmetrisch, die een supersonische microjet leidt tot de cluster opsplitsing en het vaste oppervlak erosie. Ultrasone behandeling plutoniumdioxide in zuiver water gespoeld met argon veroorzaakt vorming van stabiele nanocolloids plutonium (IV) door zowel fysische als chemische effecten 10.

<table><tbody><tr><td>20 kHz Ultrasound Generator</td><td>Sonics Vibracell</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multifrequency Generator AG 1006</td><td>T&amp;C Power Conversion</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cryostat RE210&nbsp;</td><td>Lauda</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spectrometer SP 2356i</td><td>Roper Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CCD camera SPEC10-100BR gekoeld met vloeibare stikstof</td><td>Roper Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quadrupool massaspectrometer PROLAB 300</td><td>Thermoscientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge Sigma 1-14</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2PtCl6 6H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ar; Ar/CO gassen</td><td>Air Liquid</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Uranium en Plutonium verbindingen</td><td></td><td></td><td>Bereidt in de laboratoria van het Marcoule Research Center</td></tr><tr><td>Perchlorazuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fosforzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mierenzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

activerende moleculen, ionen, en vaste deeltjes met akoestische cavitatie

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

De chemische en fysische effecten van ultrageluid niet veroorzaakt worden door een directe interactie van moleculen met geluidsgolven, maar uit de akoestische cavitatie: de kiemvorming, groei en ineenstorting implosieve microbellen zijn om ultrasone energie ingediende vloeistoffen. De gewelddadige implosie van bellen leidt tot de vorming van chemisch reactieve species en de lichtemissie, genaamd sonoluminescentie. In dit manuscript beschrijven we de technieken waardoor studie van extreme intrabubble omstandigheden en chemische reactiviteit van akoestische cavitatie in oplossingen. De analyse van sonoluminescence spectra van water gespoeld met edelgassen levert het bewijs voor niet-evenwichts plasma formatie. De fotonen en &quot;hot&quot; deeltjes die door cavitatie bellen mogelijk de niet-vluchtige soorten wekken in oplossing verhogen hun chemische reactiviteit. Bijvoorbeeld het mechanisme van ultrabright sonoluminescentie uranyl ionen in zure oplossingen varieert uraniumconcentratie: Sonophotoluminescence domineert in verdunde oplossingen, en botsingsstralingsmodellen excitatie draagt ​​bij hogere concentraties uranium. Secundaire sonochemical producten kunnen voortvloeien uit chemisch actieve species die zijn gevormd binnen de bel, maar diffunderen in de vloeibare fase en reageren met oplossing voorlopers verschillende producten vormen. Bijvoorbeeld, de sonochemical reductie van Pt (IV) in zuiver water een innovatieve syntheseweg voor monogedispergeerde nanodeeltjes van metallisch platina zonder sjablonen of afsluitmiddelen. Veel studies tonen de voordelen van ultrageluid om de verdeelde vaste stoffen te activeren. In het algemeen, de mechanische effecten van ultrageluid mate bijdragen in heterogene systemen naast chemische effecten. Met name de sonolyse van Puo 2 poeder in water opbrengsten stabiele colloïden plutonium zuiver door beide effecten.

Uranylion sonoluminescence is uiterst zwak in HClO 4 oplossingen: hoewel typische lichtabsorptie door UO 2 2 +-ionen onder 500 nm, emissie lijnen van opgewonden (UO 2 2 +) wordt waargenomen * (gecentreerd op 512 nm en 537 nm) worden nauwelijks gezien (Figuur 1). De SL van UO 2 2 + wordt gedoofd. Deze uitdoving kan worden toegeschreven aan vermindering van de aangeslagen uranylion een gecoördineerde watermolecuul <str...

Akoestische cavitatie aan de macht echografie ingediend vloeistoffen creëert kortstondige extreme omstandigheden in de instortende bubbels, die de oorsprong van de ongewone chemische reactiviteit en lichtemissie, bekend als sonoluminescentie zijn. In aanwezigheid van edelgassen, wordt evenwichts plasma gevormd. De &quot;hot&quot; deeltjes en de fotonen die door instortende bubbels zijn in staat om soorten te wekken in oplossing.

Activerende moleculen, ionen, en Vaste deeltjes met akoestische cavitatie

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

Het algemene doel van de volgende experimenten is het aantonen van de activatie van ionen en vaste stoffen in homogene en heterogene systemen onder akoestische cavitatie. Dit wordt bereikt door hoogfrequente ultrasone golven toe te passen op een gekoelde oplossing van uraanionen in fosforzuur verzadigd met argon. De luminescentie van aangeslagen uraan is met het blote oog waarneembaar in een donkere kamer en kan worden gemeten met een spectrometer.Bereid in een tweede stap de stabiele colloïden van platina-nanodeeltjes door chemische reductie van platina(IV) in zuiver water, verzadigd met een mengsel van argon- en koolmonoxidegas. Vervolgens worden plutoniumcolloïden eenvoudig bereid door slys van de suspensie van plutoniumdioxide in zuiver water. Verzadigd met argon.De resultaten tonen aan dat de ultrasone frequentie van het verzadigingsgas, de bulktemperatuur en de samenstelling van de gesoniceerde oplossing de meest kritische parameters zijn voor een efficiënte sonoluminescentie en sonochemische activiteit. Sonochemie ontstaat door akoestische cavitatie, met andere woorden, door het imploderen van cavitatiebellen in vloeistoffen die bestraald worden met ultrasoon geluid. In prin

activating-molecules-ions-and-solid-particles-with-acoustic-cavitation

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Selectieve schade aan menselijke leukemiecellen kan worden bereikt door middel van een nieuwe aanpak van het toepassen van laagfrequente echografie, zowel met als zonder chemotherapeutische voorbehandeling van leukemische en normale hematopoietische cellen.

Generatie en kwantitatieve analyse van Pulsed Low Frequency Ultrasound om de Sonic Gevoeligheid van Onbehandelde Bepaal en behandeld neoplastische cellen

Acoustofluidic apparaten maken gebruik van ultrasone golven binnen microfluïdische kanalen te manipuleren, te concentreren en te isoleren geschorst micro- en nanoscopische entiteiten. Dit protocol beschrijft de vervaardiging en werking van een dergelijk apparaat dat bulk akoestische staande golven deeltjes centrale stroomlijn richten zonder de hulp van de ommanteling vloeistoffen.

Fabricage en werking van Acoustofluidic Devices Ondersteunend Bulk Acoustic Staande golven voor Sheathless scherpstellen van Deeltjes

Een microfluïdische chip werd vervaardigd om paren gouden stippen te produceren voor tandem bubbeltjesgeneratie en fibronectine-gecoate eilandjes voor nabijgelegen single-cel patterning. Het resulterende stromingsveld werd gekenmerkt door deeltjesbeeldsnelheidsmeting en werd gebruikt om verschillende bioeffecten te bestuderen, waaronder celmembraan poratie, membraanvervorming en intracellulaire calciumrespons.

Een microfluïdische systeem met patronen aan oppervlakken voor het onderzoeken van Cavitatie Bubble (s)-cel interactie en de daaruit voortvloeiende Bioeffects bij de single-cell niveau

Dit protocol blijkt de controleerbaar nucleatie van cavitatie in gel fantomen, door middel van gelijktijdige blootstelling aan zowel de nabij-infrarood gepulste laser licht en de hoge intensiteit geconcentreerd ultrageluid (HIFU). De activiteit van cavitatie kan vervolgens worden gebruikt voor het verbeteren van de beeldvorming en/of therapeutische toepassingen van HIFU.

Beheersbare nucleatie van cavitatie van Enterprise gouden nanodeeltjes voor het verbeteren van hoge intensiteit gericht echografie toepassingen

Een protocol voor het manipuleren van de deeltjes in een microfluidic-kanaal met de excitatie van een dual-frequentie wordt gepresenteerd.

Microparticle manipulatie door permanent oppervlakte akoestische golven met Dual-frequentie excitaties

Fabricage van piëzo-elektrische dikte modus transducers via gelijkstroom sputteren van plaatelektroden op lithium niobate wordt beschreven. Bovendien wordt een betrouwbare werking bereikt met een transducerhouder en vloeistoftoevoersysteem en wordt karakterisering aangetoond via impedantieanalyse, laserdrolbaarheid, snelle beeldvorming en druppelgrootteverdeling met behulp van laserverstrooiing.

Fabricage en karakterisering van thicknessmodus Piëzo-elektrische apparaten voor verneveling en acoustofluidics

Het gepresenteerde experimentele protocol kan worden gebruikt om real-time metingen uit te voeren van cavitatieactiviteit in een celkweekapparaat met als doel onderzoek mogelijk te maken naar de voorwaarden die nodig zijn voor een succesvolle medicijnafgifte en/of andere bio-effecten.

Cavitatie verbeterde therapie bestuderen

Dit protocol beschrijft de assemblage en werking van een goedkoop acoustofluidisch apparaat voor snelle moleculaire levering aan cellen via sonoporatie geïnduceerd door ultrasone contrastmiddelen.

Assemblage en werking van een Acoustofluidic-apparaat voor verbeterde levering van moleculaire verbindingen aan cellen

Een snelle en betrouwbare techniek wordt voorgesteld om de vormoscillaties van een enkele, gevangen akoestische bel te regelen die is gebaseerd op coalescentietechniek tussen twee bellen. De steady-state, symmetrie-gecontroleerde bubbelvormoscillaties maken analyse mogelijk van de vloeistofstroom die wordt gegenereerd in de buurt van de belinterface.

Inductie van microstreaming door niet-bolvormige bubbeloscillaties in een akoestisch levitatiesysteem

We beschrijven experimentele details van de synthese van patronen en herconfigureerbare deeltjes van tweedimensionale (2D) precursors. Deze methodologie kan worden gebruikt om deeltjes te maken in een verscheidenheid van vormen zoals veelvlakken en grijpinrichtingen bij lengteschalen variërend van micro tot centimeter schaal.

Origami Inspired Zelf-assemblage van Patterned en Herconfigureerbare Deeltjes

Leer hoe akoestische cavitatie ionen en vaste stoffen activeert met behulp van hoogfrequente ultrageluid. Deze methode toont sonoluminescentie van uranium en bereidt stabiele colloïden van platina nanopartikels.

Activerende moleculen, ionen, en Vaste deeltjes met akoestische cavitatie

Meer video's verkennen