Utumiaji wa mapema wa ultrasound katika biokemia inapaswa kuwa kupiga ukuta wa seli na ultrasound ili kutoa yaliyomo.Uchunguzi uliofuata umeonyesha kuwa ultrasound ya kiwango cha chini inaweza kukuza mchakato wa mmenyuko wa biochemical.Kwa mfano, miale ya ultrasonic ya msingi wa virutubishi kioevu inaweza kuongeza kasi ya ukuaji wa seli za mwani, na hivyo kuongeza kiwango cha protini zinazozalishwa na seli hizi mara tatu.

Ikilinganishwa na msongamano wa nishati ya kuanguka kwa Bubble ya cavitation, msongamano wa nishati ya uwanja wa sauti wa ultrasonic umeongezwa kwa mara trilioni, na kusababisha mkusanyiko mkubwa wa nishati;Matukio ya Sonochemical na sonoluminescence yanayosababishwa na joto la juu na shinikizo linalozalishwa na viputo vya cavitation ni aina za kipekee za kubadilishana nishati na nyenzo katika sonochemistry.Kwa hivyo, ultrasound inazidi kuwa muhimu katika uchimbaji wa kemikali, uzalishaji wa biodiesel, usanisi wa kikaboni, matibabu ya vijidudu, uharibifu wa uchafuzi wa kikaboni, kasi ya athari ya kemikali na mavuno, ufanisi wa kichocheo, matibabu ya uharibifu wa mimea, kuzuia na kuondolewa kwa ultrasonic, kusagwa kwa seli za kibaolojia. , mtawanyiko na agglomeration, na mmenyuko wa sonochemical.

1. ultrasonic kuimarishwa kemikali mmenyuko.

Ultrasound kuimarishwa kemikali mmenyuko.Nguvu kuu ya kuendesha gari ni cavitation ya ultrasonic.Kuanguka kwa msingi wa Bubble ya cavitating hutoa joto la juu la ndani, shinikizo la juu na athari kali na jet ndogo, ambayo hutoa mazingira mapya na maalum sana ya kimwili na kemikali kwa athari za kemikali ambazo ni vigumu au haziwezekani kufikia chini ya hali ya kawaida.

2. Ultrasonic kichocheo mmenyuko.

Kama uwanja mpya wa utafiti, majibu ya kichocheo ya ultrasonic yamevutia zaidi na zaidi.Athari kuu za ultrasound kwenye mmenyuko wa kichocheo ni:

(1) Joto la juu na shinikizo la juu huchangia kupasuka kwa viitikio kwenye radicals huru na divalent kaboni, na kutengeneza aina zaidi za athari;

(2) Wimbi la mshtuko na jeti ndogo huwa na athari ya kunyonya na kusafisha kwenye uso mgumu (kama vile kichocheo), ambayo inaweza kuondoa bidhaa za mmenyuko wa uso au viunzi na safu ya kichocheo cha upitishaji wa uso;

(3) Wimbi la mshtuko linaweza kuharibu muundo wa kiitikio

(4) Mfumo wa kiitikio uliotawanywa;

(5) Cavitation ya ultrasonic inaharibu uso wa chuma, na wimbi la mshtuko husababisha deformation ya kimiani ya chuma na uundaji wa eneo la matatizo ya ndani, ambayo inaboresha shughuli za mmenyuko wa kemikali ya chuma;

6) Kukuza kutengenezea kupenya ndani ya kigumu kutoa kinachojulikana kama mmenyuko wa kujumuisha;

(7) Ili kuboresha mtawanyiko wa kichocheo, ultrasonic hutumiwa mara nyingi katika maandalizi ya kichocheo.Mionzi ya ultrasonic inaweza kuongeza eneo la kichocheo, kufanya vipengele vinavyofanya kazi kutawanyika zaidi sawasawa na kuimarisha shughuli za kichocheo.

3. Kemia ya polymer ya Ultrasonic

Utumiaji wa kemia chanya ya polima ya ultrasonic imevutia umakini mkubwa.Matibabu ya ultrasonic yanaweza kuharibu macromolecules, hasa polima za uzito wa juu wa Masi.Cellulose, gelatin, mpira na protini zinaweza kuharibiwa na matibabu ya ultrasonic.Kwa sasa, kwa ujumla inaaminika kuwa utaratibu wa uharibifu wa ultrasonic ni kutokana na athari za nguvu na shinikizo la juu wakati Bubble ya cavitation inapasuka, na sehemu nyingine ya uharibifu inaweza kuwa kutokana na athari ya joto.Chini ya hali fulani, ultrasound ya nguvu inaweza pia kuanzisha upolimishaji.Mwaliko wenye nguvu wa ultrasound unaweza kuanzisha uigaji wa pombe ya polyvinyl na akrilonitrile ili kuandaa kopolima za kuzuia, na ujumuishaji wa acetate ya polyvinyl na oksidi ya polyethilini kuunda copolymers za pandikizi.

4. Teknolojia mpya ya mmenyuko wa kemikali iliyoimarishwa na uwanja wa ultrasonic

Mchanganyiko wa teknolojia mpya ya mmenyuko wa kemikali na uboreshaji wa uwanja wa ultrasonic ni mwelekeo mwingine wa maendeleo katika uwanja wa kemia ya ultrasonic.Kwa mfano, kiowevu kisicho cha juu zaidi hutumiwa kama cha kati, na uwanja wa ultrasonic hutumiwa kuimarisha mmenyuko wa kichocheo.Kwa mfano, kiowevu kisicho cha juu sana kina msongamano sawa na kioevu na mgawo wa mnato na mgawanyiko sawa na gesi, ambayo hufanya kufutwa kwake kuwa sawa na kioevu na uwezo wake wa uhamisho wa molekuli sawa na gesi.Uzimishaji wa kichocheo cha aina nyingi unaweza kuboreshwa kwa kutumia umumunyifu mzuri na sifa za usambaaji wa umajimaji usio na shaka, lakini bila shaka ni utepetevu kwenye keki ikiwa uwanja wa ultrasonic unaweza kutumika kuiimarisha.Wimbi la mshtuko na jet ndogo inayotokana na cavitation ya ultrasonic haiwezi tu kuongeza maji ya juu sana kufuta baadhi ya vitu vinavyosababisha ulemavu wa kichocheo, kuchukua nafasi ya desorption na kusafisha, na kuweka kichocheo hai kwa muda mrefu, lakini pia kucheza. jukumu la kuchochea, ambayo inaweza kutawanya mfumo wa mmenyuko, na kufanya kiwango cha uhamisho wa molekuli ya mmenyuko wa kemikali ya maji ya juu hadi kiwango cha juu.Kwa kuongeza, joto la juu na shinikizo la juu katika hatua ya ndani inayoundwa na cavitation ya ultrasonic itakuwa vyema kwa ngozi ya reactants katika itikadi kali ya bure na kuharakisha sana kasi ya majibu.Kwa sasa, kuna tafiti nyingi juu ya mmenyuko wa kemikali ya maji ya supercritical, lakini tafiti chache juu ya uimarishaji wa mmenyuko huo na uwanja wa ultrasonic.

5. matumizi ya high-nguvu ultrasonic katika uzalishaji wa biodiesel

Ufunguo wa utayarishaji wa biodiesel ni transesterification ya kichocheo cha glyceride ya asidi ya mafuta na methanoli na alkoholi zingine zenye kaboni ya chini.Ultrasound inaweza kwa wazi kuimarisha mmenyuko wa transesterification, hasa kwa mifumo ya mmenyuko tofauti, inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa athari ya kuchanganya (emulsification) na kukuza mmenyuko wa mawasiliano ya molekuli isiyo ya moja kwa moja, ili majibu ya awali yanahitajika kufanywa chini ya hali ya joto la juu (shinikizo la juu) inaweza kukamilika kwa joto la kawaida (au karibu na joto la kawaida), Na kufupisha muda wa majibu.Wimbi la ultrasonic haitumiwi tu katika mchakato wa transesterification, lakini pia katika mgawanyo wa mchanganyiko wa majibu.Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Jimbo la Mississippi nchini Marekani walitumia usindikaji wa ultrasonic katika uzalishaji wa biodiesel.Mavuno ya dizeli ya mimea yalizidi 99% ndani ya dakika 5, wakati mfumo wa kiyeyeyusha wa bechi wa kawaida ulichukua zaidi ya saa 1.