Ultralyd har blitt et forskningsfokus i verden på grunn av produksjonen innen masseoverføring, varmeoverføring og kjemiske reaksjoner. Med utviklingen og populariseringen av ultralydkraftutstyr har det blitt gjort noen fremskritt innen industrialiseringen i Europa og Amerika. Utviklingen av vitenskap og teknologi i Kina har blitt et nytt tverrfaglig område – sonokjemi. Utviklingen har blitt påvirket av mye arbeid gjort i teori og anvendelse.

Den såkalte ultralydbølgen refererer generelt til den akustiske bølgen med et frekvensområde på 20k–10mhz. Dens anvendelseskraft innen det kjemiske feltet kommer hovedsakelig fra ultralydkavitasjon. Med sterke sjokkbølger og mikrostråler med hastigheter høyere enn 100 m/s kan den høye gradientskjæringen fra sjokkbølger og mikrostråler generere hydroksylradikaler i vandig løsning. De tilsvarende fysiske og kjemiske effektene er hovedsakelig mekaniske effekter (akustisk sjokk, sjokkbølge, mikrostråle, etc.), termiske effekter (lokal høy temperatur og høyt trykk, generell temperaturøkning), optiske effekter (sonoluminescens) og aktiveringseffekter (hydroksylradikaler genereres i vandig løsning). De fire effektene er ikke isolerte, i stedet samhandler de og fremmer hverandre for å fremskynde reaksjonsprosessen.

For tiden har forskning på ultralydapplikasjoner vist at ultralyd kan aktivere biologiske celler og fremme metabolisme. Ultralyd med lav intensitet vil ikke skade hele cellens struktur, men den kan forbedre cellens metabolske aktivitet, øke permeabiliteten og selektiviteten til cellemembranen, og fremme enzymets biologiske katalytiske aktivitet. Ultralydbølger med høy intensitet kan denaturere enzymet, få kolloidet i cellen til å flokkulere og sedimentere etter sterk oscillasjon, og gjøre gelen flytende eller emulgere, slik at bakteriene mister biologisk aktivitet. I tillegg vil den umiddelbare høye temperaturen, temperaturendringen, det umiddelbare høye trykket og trykkendringen forårsaket av ultralydkavitasjon drepe noen bakterier i væsken, inaktivere viruset og til og med ødelegge celleveggen til noen små emblemorganismer. Ultralyd med høyere intensitet kan ødelegge celleveggen og frigjøre stoffene i cellen. Disse biologiske effektene gjelder også for effekten av ultralyd på målet, på grunn av den spesielle algecellestrukturen. Det finnes også en spesiell mekanisme for ultralydalgeundertrykkelse og -fjerning, det vil si at luftposen i algecellen brukes som kavitasjonskjernen i kavitasjonsboblen, og luftposen brytes når kavitasjonsboblen brytes, noe som resulterer i at algecellen mister evnen til å kontrollere flyting.


Publisert: 01.09.2022