Ultrasonicista on tullut tutkimuksen hotspot maailmassa, koska se tuottaa massansiirrossa, lämmönsiirrossa ja kemiallisessa reaktiossa.Ultraäänivoimalaitteiden kehittämisen ja popularisoinnin myötä teollistuminen on edistynyt Euroopassa ja Amerikassa.Tieteen ja teknologian kehityksestä Kiinassa on tullut uusi tieteidenvälinen – sonokemia.Sen kehitykseen on vaikuttanut suuri teoria- ja soveltamistyö.

Ns. ultraääniaalto viittaa yleensä akustiseen aaltoon, jonka taajuusalue on 20k-10mhz.Sen käyttövoima kemian alalla tulee pääasiassa ultraäänikavitaatiosta.Voimakkaalla paineaalolla ja mikrosuihkulla, jonka nopeus on suurempi kuin 100 m/s, shokkiaallon ja mikrosuihkun suuri gradienttileikkaus voi tuottaa hydroksyyliradikaaleja vesiliuoksessa.Vastaavat fysikaaliset ja kemialliset vaikutukset ovat pääasiassa mekaanisia vaikutuksia (akustinen shokki, shokkiaalto, mikrosuihku jne.), lämpövaikutukset (paikallinen korkea lämpötila ja korkea paine, kokonaislämpötilan nousu), optiset vaikutukset (sonoluminesenssi) ja aktivaatiovaikutukset (hydroksyyliradikaalit ovat muodostuu vesiliuoksessa).Neljä vaikutusta ei ole eristetty, vaan ne ovat vuorovaikutuksessa ja edistävät toisiaan nopeuttaakseen reaktioprosessia.

Tällä hetkellä ultraäänisovelluksen tutkimus on osoittanut, että ultraääni voi aktivoida biologisia soluja ja edistää aineenvaihduntaa.Matalaintensiteettinen ultraääni ei vahingoita solun koko rakennetta, mutta se voi tehostaa solun metabolista aktiivisuutta, lisätä solukalvon läpäisevyyttä ja selektiivisyyttä sekä edistää entsyymin biologista katalyyttistä aktiivisuutta.Korkean intensiteetin ultraääniaalto voi denaturoida entsyymiä, saada solun kolloidin läpi flokkuloitumisen ja sedimentoitumisen voimakkaan värähtelyn jälkeen ja nesteyttää tai emulgoi geelin, jolloin bakteerit menettävät biologisen aktiivisuuden.Lisäksi.Ultraäänikavitaation aiheuttama hetkellinen korkea lämpötila, lämpötilan muutos, hetkellinen korkea paine ja paineen muutos tappavat joitain nesteessä olevia bakteereja, inaktivoivat viruksen ja jopa tuhoavat joidenkin pienten tunnuseliöiden soluseinän.Voimakkaampi ultraääni voi tuhota soluseinän ja vapauttaa solussa olevia aineita.Näitä biologisia vaikutuksia voidaan soveltaa myös ultraäänen vaikutukseen kohteeseen.Leväsolurakenteen erityispiirteiden vuoksi.On myös erityinen mekanismi ultraäänilevän tukahduttamiseen ja poistamiseen, eli leväsolun turvatyynyä käytetään kavitaatiokuplan kavitaatioytimenä ja turvatyyny rikkoutuu, kun kavitaatiokupla rikkoutuu, mikä johtaa leväsolu menettää kykynsä hallita kellumista.


Postitusaika: 01.09.2022