Ultraskaņa ir kļuvusi par pētniecības karsto punktu pasaulē, pateicoties tā ražošanai masas pārnesē, siltuma pārnesē un ķīmiskajā reakcijā.Attīstoties un popularizējot ultraskaņas enerģijas iekārtas, ir panākts zināms progress industrializācijas jomā Eiropā un Amerikā.Zinātnes un tehnoloģiju attīstība Ķīnā ir kļuvusi par jaunu starpdisciplināru – sonoķīmiju.Tās attīstību ir ietekmējis liels darbs teorijā un pielietojumā.

Tā sauktais ultraskaņas vilnis parasti attiecas uz akustisko vilni ar frekvenču diapazonu no 20k-10mhz.Tās pielietojuma jauda ķīmiskajā jomā galvenokārt nāk no ultraskaņas kavitācijas.Ar spēcīgu triecienvilni un mikrostrūklu ar ātrumu, kas lielāks par 100 m/s, triecienviļņa un mikrostrūklas augstā gradienta bīde var radīt hidroksilradikāļus ūdens šķīdumā.Atbilstošie fizikālie un ķīmiskie efekti galvenokārt ir mehāniskie efekti (akustiskais trieciens, triecienvilnis, mikrostrūklas u.c.), termiskie efekti (vietējā augsta temperatūra un augsts spiediens, kopējā temperatūras paaugstināšanās), optiskie efekti (sonoluminiscence) un aktivācijas efekti (hidroksilradikāļi ir radīts ūdens šķīdumā).Četri efekti nav izolēti, tā vietā tie mijiedarbojas un veicina viens otru, lai paātrinātu reakcijas procesu.

Šobrīd ultraskaņas pielietojuma pētījumi ir pierādījuši, ka ultraskaņa spēj aktivizēt bioloģiskās šūnas un veicināt vielmaiņu.Zemas intensitātes ultraskaņa nesabojās visu šūnas struktūru, taču tā var uzlabot šūnas vielmaiņas aktivitāti, palielināt šūnu membrānas caurlaidību un selektivitāti, kā arī veicināt fermenta bioloģisko katalītisko aktivitāti.Augstas intensitātes ultraskaņas vilnis var denaturēt fermentu, likt šūnā esošajam koloīdam veikt flokulāciju un nogulsnēšanos pēc spēcīgas svārstības, kā arī sašķidrināt vai emulģēt želeju, tādējādi liekot baktērijām zaudēt bioloģisko aktivitāti.Papildus.Ultraskaņas kavitācijas izraisītā momentānā augstā temperatūra, temperatūras maiņa, momentāna augsta spiediena un spiediena izmaiņas iznīcinās dažas šķidrumā esošās baktērijas, deaktivizēs vīrusu un pat iznīcinās dažu mazu emblēmu organismu šūnu sienu.Augstākas intensitātes ultraskaņa var iznīcināt šūnas sienu un atbrīvot šūnā esošās vielas.Šie bioloģiskie efekti attiecas arī uz ultraskaņas ietekmi uz mērķi.Aļģu šūnu struktūras īpatnību dēļ.Ir arī īpašs mehānisms ultraskaņas aļģu slāpēšanai un noņemšanai, tas ir, gaisa spilvens aļģu šūnā tiek izmantots kā kavitācijas burbuļa kavitācijas kodols, un gaisa spilvens tiek saplīsis, kad kavitācijas burbulis tiek salauzts, kā rezultātā aļģu šūna zaudē spēju kontrolēt peldēšanu.


Publicēšanas laiks: 01.09.2022