Կենսաքիմիայում ուլտրաձայնի վաղ կիրառումը պետք է լինի բջջային պատի ուլտրաձայնային միջոցով կոտրումը՝ դրա պարունակությունը ազատելու համար: Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ցածր ինտենսիվության ուլտրաձայնը կարող է խթանել կենսաքիմիական ռեակցիայի գործընթացը: Օրինակ, հեղուկ սննդային հիմքի ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է մեծացնել ջրիմուռների բջիջների աճի տեմպը, այդպիսով երեք անգամ մեծացնելով այդ բջիջների կողմից արտադրվող սպիտակուցի քանակը:

Կավիտացիոն պղպջակների փլուզման էներգետիկ խտության համեմատ, ուլտրաձայնային ձայնային դաշտի էներգետիկ խտությունը տրիլիոնավոր անգամներ է մեծացել, ինչը հանգեցնում է էներգիայի հսկայական կոնցենտրացիայի։ Կավիտացիոն պղպջակների կողմից առաջացած բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման հետևանքով առաջացած սոնոքիմիական երևույթները և սոնոլյումինեսցենցիան սոնոքիմիայում էներգիայի և նյութի փոխանակման եզակի ձևեր են։ Հետևաբար, ուլտրաձայնը գնալով ավելի կարևոր դեր է խաղում քիմիական արդյունահանման, բիոդիզելի արտադրության, օրգանական սինթեզի, մանրէային մշակման, թունավոր օրգանական աղտոտիչների քայքայման, քիմիական ռեակցիայի արագության և բերքատվության, կատալիզատորի կատալիտիկ արդյունավետության, կենսաքայքայման մշակման, ուլտրաձայնային մասշտաբի կանխարգելման և հեռացման, կենսաբանական բջիջների ջախջախման, ցրման և ագլոմերացիայի, ինչպես նաև սոնոքիմիական ռեակցիայի մեջ։

1. ուլտրաձայնային ուժեղացված քիմիական ռեակցիա:

Ուլտրաձայնային ուժեղացված քիմիական ռեակցիա։ Հիմնական շարժիչ ուժը ուլտրաձայնային կավիտացիան է։ Կավիտացնող պղպջակային միջուկի փլուզումը առաջացնում է տեղային բարձր ջերմաստիճան, բարձր ճնշում և ուժեղ հարված և միկրոշիթ, որը ստեղծում է նոր և շատ յուրահատուկ ֆիզիկական և քիմիական միջավայր քիմիական ռեակցիաների համար, որոնք դժվար կամ անհնար է իրականացնել նորմալ պայմաններում։

2. Ուլտրաձայնային կատալիտիկ ռեակցիա։

Որպես նոր հետազոտական ​​ոլորտ, ուլտրաձայնային կատալիտիկ ռեակցիան ավելի ու ավելի մեծ հետաքրքրություն է առաջացրել: Ուլտրաձայնի հիմնական ազդեցությունները կատալիտիկ ռեակցիայի վրա հետևյալն են.

(1) Բարձր ջերմաստիճանը և բարձր ճնշումը նպաստում են ռեակտիվ նյութերի քայքայմանը ազատ ռադիկալների և երկարժեք ածխածնի, առաջացնելով ավելի ակտիվ ռեակցիայի տեսակներ։

(2) Հարվածային ալիքը և միկրոշիթը ունեն դեսորբցիոն և մաքրող ազդեցություն պինդ մակերևույթի վրա (օրինակ՝ կատալիզատորի), որը կարող է հեռացնել մակերևութային ռեակցիայի արգասիքները կամ միջանկյալ նյութերը և կատալիզատորի մակերևույթի պասիվացման շերտը։

(3) Հարվածային ալիքը կարող է ոչնչացնել ռեակտիվի կառուցվածքը

(4) Դիսպերսված ռեակտիվների համակարգ;

(5) Ուլտրաձայնային կավիտացիան քայքայում է մետաղի մակերեսը, իսկ հարվածային ալիքը հանգեցնում է մետաղական ցանցի դեֆորմացիայի և ներքին լարվածության գոտու առաջացման, ինչը բարելավում է մետաղի քիմիական ռեակցիայի ակտիվությունը։

6) Խթանել լուծիչի ներթափանցումը պինդ նյութի մեջ՝ առաջացնելով այսպես կոչված ներառման ռեակցիա։

(7) Կատալիզատորի ցրումը բարելավելու համար կատալիզատորի պատրաստման մեջ հաճախ օգտագործվում է ուլտրաձայնային ճառագայթումը։ Ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է մեծացնել կատալիզատորի մակերեսը, ակտիվ բաղադրիչները ավելի հավասարաչափ ցրել և ուժեղացնել կատալիտիկ ակտիվությունը։

3. Ուլտրաձայնային պոլիմերային քիմիա

Ուլտրաձայնային դրական պոլիմերային քիմիայի կիրառումը մեծ ուշադրություն է գրավել: Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է քայքայել մակրոմոլեկուլները, մասնավորապես՝ բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող պոլիմերները: Ցելյուլոզը, ժելատինը, կաուչուկը և սպիտակուցը կարող են քայքայվել ուլտրաձայնային մշակման միջոցով: Ներկայումս ընդհանուր առմամբ համարվում է, որ ուլտրաձայնային քայքայման մեխանիզմը պայմանավորված է ուժի և բարձր ճնշման ազդեցությամբ, երբ կավիտացիոն պղպջակը պայթում է, իսկ քայքայման մյուս մասը կարող է պայմանավորված լինել ջերմության ազդեցությամբ: Որոշակի պայմաններում հզոր ուլտրաձայնը նույնպես կարող է սկսել պոլիմերացումը: Ուժեղ ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է սկսել պոլիվինիլային սպիրտի և ակրիլոնիտրիլի համապոլիմերացումը՝ բլոկային համապոլիմերներ պատրաստելու համար, և պոլիվինիլացետատի և պոլիէթիլենօքսիդի համապոլիմերացումը՝ պատվաստված համապոլիմերներ ձևավորելու համար:

4. Ուլտրաձայնային դաշտով բարելավված նոր քիմիական ռեակցիայի տեխնոլոգիա

Նոր քիմիական ռեակցիայի տեխնոլոգիայի և ուլտրաձայնային դաշտի ուժեղացման համադրությունը ուլտրաձայնային քիմիայի ոլորտում զարգացման մեկ այլ պոտենցիալ ուղղություն է: Օրինակ, որպես միջավայր օգտագործվում է գերկրիտիկական հեղուկը, իսկ ուլտրաձայնային դաշտը՝ կատալիտիկ ռեակցիան ուժեղացնելու համար: Օրինակ, գերկրիտիկական հեղուկն ունի հեղուկի խտություն, իսկ մածուցիկության և դիֆուզիայի գործակիցը՝ գազի, ինչը դրա լուծարումը դարձնում է հեղուկի, իսկ զանգվածի փոխանցման ունակությունը՝ գազի: Տարասեռ կատալիզատորի ապաակտիվացումը կարող է բարելավվել՝ օգտագործելով գերկրիտիկական հեղուկի լավ լուծելիության և դիֆուզիոն հատկությունները, բայց դա անկասկած տորթի վրա գլազուր է, եթե ուլտրաձայնային դաշտը կարող է օգտագործվել այն ուժեղացնելու համար: Ուլտրաձայնային կավիտացիայի կողմից առաջացած հարվածային ալիքը և միկրոշիթը կարող են ոչ միայն զգալիորեն ուժեղացնել գերկրիտիկական հեղուկը՝ լուծելու որոշ նյութեր, որոնք հանգեցնում են կատալիզատորի ապաակտիվացմանը, խաղալ դեսորբցիայի և մաքրման դեր և երկար ժամանակ պահպանել կատալիզատորի ակտիվությունը, այլև խաղալ խառնման դեր, որը կարող է ցրել ռեակցիայի համակարգը և բարձրացնել գերկրիտիկական հեղուկի քիմիական ռեակցիայի զանգվածի փոխանցման արագությունը: Բացի այդ, ուլտրաձայնային կավիտացիայի միջոցով առաջացած տեղային կետում բարձր ջերմաստիճանը և բարձր ճնշումը կնպաստեն ռեակտիվների ազատ ռադիկալների ճեղքմանը և զգալիորեն կարագացնեն ռեակցիայի արագությունը։ Ներկայումս կան բազմաթիվ ուսումնասիրություններ գերկրիտիկական հեղուկի քիմիական ռեակցիայի վերաբերյալ, բայց քիչ ուսումնասիրություններ՝ ուլտրաձայնային դաշտով նման ռեակցիայի ուժեղացման վերաբերյալ։

5. կիրառումը բարձր հզորության ուլտրաձայնային բիոդիզելի արտադրության մեջ

Կենսադիզելի պատրաստման բանալին ճարպաթթվի գլիցերիդի կատալիտիկ տրանսէսթերացումն է մեթանոլով և այլ ցածր ածխածնային սպիրտներով: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը կարող է ակնհայտորեն ուժեղացնել տրանսէսթերացման ռեակցիան, հատկապես տարասեռ ռեակցիայի համակարգերի համար, այն կարող է զգալիորեն բարելավել խառնման (էմուլգացման) ազդեցությունը և խթանել անուղղակի մոլեկուլային կոնտակտային ռեակցիան, որպեսզի սկզբնապես պահանջվող բարձր ջերմաստիճանի (բարձր ճնշման) պայմաններում իրականացվող ռեակցիան կարողանա ավարտվել սենյակային ջերմաստիճանում (կամ սենյակային ջերմաստիճանին մոտ) և կրճատել ռեակցիայի ժամանակը: Ուլտրաձայնային ալիքը օգտագործվում է ոչ միայն տրանսէսթերացման գործընթացում, այլև ռեակցիայի խառնուրդի բաժանման մեջ: Միացյալ Նահանգների Միսիսիպիի պետական ​​համալսարանի հետազոտողները ուլտրաձայնային մշակում են օգտագործել բիոդիզելի արտադրության մեջ: Կենսադիզելի բերքատվությունը գերազանցել է 99%-ը 5 րոպեի ընթացքում, մինչդեռ ավանդական խմբաքանակային ռեակտորային համակարգը տևել է ավելի քան 1 ժամ: