Կենսաքիմիայի մեջ ուլտրաձայնի վաղ կիրառումը պետք է լինի ուլտրաձայնի միջոցով բջջային պատը ջարդելը, որպեսզի ազատվի դրա բովանդակությունը:Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ցածր ինտենսիվության ուլտրաձայնը կարող է նպաստել կենսաքիմիական ռեակցիայի գործընթացին:Օրինակ, հեղուկ սննդանյութերի բազայի ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է մեծացնել ջրիմուռների բջիջների աճի տեմպերը, այդպիսով ավելացնելով այդ բջիջների կողմից արտադրվող սպիտակուցի քանակը երեք անգամ:

Համեմատած կավիտացիոն պղպջակների փլուզման էներգիայի խտության հետ՝ ուլտրաձայնային ձայնային դաշտի էներգիայի խտությունը մեծացել է տրիլիոն անգամներով, ինչի արդյունքում առաջացել է էներգիայի հսկայական կոնցենտրացիան;Սոնոքիմիական երևույթները և բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման հետևանքով առաջացած կավիտացիոն փուչիկների հետևանքով առաջացած sonoluminescence-ը էներգիայի և նյութերի փոխանակման եզակի ձևեր են սոնոքիմիայում:Հետևաբար, ուլտրաձայնը ավելի ու ավելի կարևոր դեր է խաղում քիմիական արդյունահանման, կենսադիզելի արտադրության, օրգանական սինթեզի, մանրէաբանական բուժման, թունավոր օրգանական աղտոտիչների քայքայման, քիմիական ռեակցիայի արագության և եկամտաբերության, կատալիզատորի կատալիտիկ արդյունավետության, կենսաքայքայման բուժման, ուլտրաձայնային մասշտաբի կանխարգելման և հեռացման, կենսաբանական բջիջների ջարդման գործում: , դիսպերսիա և ագլոմերացիա և սոնոքիմիական ռեակցիա։

1. Ուլտրաձայնային ուժեղացված քիմիական ռեակցիա:

Ուլտրաձայնային ուժեղացված քիմիական ռեակցիա.Հիմնական շարժիչ ուժը ուլտրաձայնային կավիտացիան է:Կավիտացնող պղպջակների միջուկի փլուզումը առաջացնում է տեղական բարձր ջերմաստիճան, բարձր ճնշում և ուժեղ հարված և միկրո շիթ, որն ապահովում է նոր և շատ հատուկ ֆիզիկական և քիմիական միջավայր քիմիական ռեակցիաների համար, որոնք դժվար կամ անհնար է հասնել նորմալ պայմաններում:

2. Ուլտրաձայնային կատալիտիկ ռեակցիա.

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

(1) Բարձր ջերմաստիճանը և բարձր ճնշումը նպաստում են ռեակտիվների ճեղքմանը ազատ ռադիկալների և երկվալենտ ածխածնի մեջ՝ ձևավորելով ավելի ակտիվ ռեակցիայի տեսակներ.

(2) Հարվածային ալիքը և միկրո շիթն ունեն կլանող և մաքրող ազդեցություն պինդ մակերեսի վրա (օրինակ՝ կատալիզատոր), որը կարող է հեռացնել մակերևութային ռեակցիայի արտադրանքը կամ միջանկյալ նյութերը և կատալիզատորի մակերեսի պասիվացման շերտը.

(3) Շոկային ալիքը կարող է ոչնչացնել ռեակտիվ կառուցվածքը

(4) ցրված ռեակտիվ համակարգ;

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

6) նպաստում է լուծիչի ներթափանցմանը պինդ նյութի մեջ, այսպես կոչված, ներառման ռեակցիա առաջացնելու համար.

(7) Կատալիզատորի ցրումը բարելավելու համար ուլտրաձայնը հաճախ օգտագործվում է կատալիզատորի պատրաստման մեջ:Ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է մեծացնել կատալիզատորի մակերեսը, ստիպել ակտիվ բաղադրիչներին ավելի հավասարաչափ ցրվել և բարձրացնել կատալիտիկ ակտիվությունը:

3. Ուլտրաձայնային պոլիմերային քիմիա

Ուլտրաձայնային դրական պոլիմերային քիմիայի կիրառումը մեծ ուշադրություն է գրավել:Ուլտրաձայնային բուժումը կարող է քայքայել մակրոմոլեկուլները, հատկապես բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիմերները:Ցելյուլոզը, ժելատինը, ռետինը և սպիտակուցը կարող են քայքայվել ուլտրաձայնային բուժման միջոցով:Ներկայումս, ընդհանուր առմամբ, ենթադրվում է, որ ուլտրաձայնային քայքայման մեխանիզմը պայմանավորված է ուժի և բարձր ճնշման ազդեցությամբ, երբ կավիտացիոն փուչիկը պայթում է, իսկ դեգրադացիայի մյուս մասը կարող է պայմանավորված լինել ջերմության ազդեցությամբ:Որոշակի պայմաններում ուժային ուլտրաձայնը կարող է նաև սկսել պոլիմերացում:Ուժեղ ուլտրաձայնային ճառագայթումը կարող է սկսել պոլիվինիլ ալկոհոլի և ակրիլոնիտրիլի համապոլիմերացումը՝ բլոկային համապոլիմերներ պատրաստելու համար, և պոլիվինիլացետատի և պոլիէթիլենային օքսիդի համապոլիմերացումը՝ պատվաստային համապոլիմերների ձևավորման համար:

4. Նոր քիմիական ռեակցիայի տեխնոլոգիա՝ ուժեղացված ուլտրաձայնային դաշտով

Քիմիական ռեակցիաների նոր տեխնոլոգիայի և ուլտրաձայնային դաշտի ընդլայնման համադրությունը ուլտրաձայնային քիմիայի ոլորտում զարգացման ևս մեկ պոտենցիալ ուղղություն է:Օրինակ՝ գերկրիտիկական հեղուկն օգտագործվում է որպես միջավայր, իսկ ուլտրաձայնային դաշտը՝ կատալիտիկ ռեակցիան ուժեղացնելու համար։Օրինակ, գերկրիտիկական հեղուկի խտությունը նման է հեղուկին, իսկ մածուցիկության և դիֆուզիայի գործակիցը նման է գազին, ինչը կազմում է դրա լուծարումը համարժեք հեղուկի, իսկ զանգվածի փոխանցման հզորությունը՝ գազին:Տարասեռ կատալիզատորի ապաակտիվացումը կարող է բարելավվել՝ օգտագործելով գերկրիտիկական հեղուկի լավ լուծելիությունը և դիֆուզիոն հատկությունները, բայց դա, անկասկած, տորթի վրա սառույց է, եթե ուլտրաձայնային դաշտը կարող է օգտագործվել այն ամրապնդելու համար:Ուլտրաձայնային կավիտացիայի արդյունքում առաջացած հարվածային ալիքը և միկրո շիթը կարող են ոչ միայն մեծապես ուժեղացնել գերկրիտիկական հեղուկը՝ լուծելու որոշ նյութեր, որոնք հանգեցնում են կատալիզատորի ապաակտիվացմանը, խաղալու դերսորման և մաքրման դերը և երկար ժամանակ ակտիվ պահելու կատալիզատորը, այլև խառնման դերը, որը կարող է ցրել ռեակցիայի համակարգը և գերկրիտիկական հեղուկի քիմիական ռեակցիայի զանգվածային փոխանցման արագությունը դարձնել ավելի բարձր մակարդակի:Բացի այդ, բարձր ջերմաստիճանը և բարձր ճնշումը տեղական կետում, որը ձևավորվում է ուլտրաձայնային կավիտացիայի արդյունքում, նպաստում է ռեակտիվների ճեղքմանը ազատ ռադիկալների մեջ և մեծապես արագացնում է ռեակցիայի արագությունը:Ներկայումս կան բազմաթիվ ուսումնասիրություններ գերկրիտիկական հեղուկի քիմիական ռեակցիայի վերաբերյալ, սակայն քիչ են ուսումնասիրությունները ուլտրաձայնային դաշտի միջոցով նման ռեակցիայի ուժեղացման վերաբերյալ:

5. բիոդիզելային արտադրության մեջ բարձր հզորության ուլտրաձայնի կիրառումը

Բիոդիզելի պատրաստման բանալին ճարպաթթուների գլիցերիդի կատալիտիկ տրանսեսթերֆիկացումն է մեթանոլով և ցածր ածխածնային այլ սպիրտներով:Ուլտրաձայնը կարող է ակնհայտորեն ուժեղացնել տրանսեսթերֆիկացման ռեակցիան, հատկապես տարասեռ ռեակցիայի համակարգերի դեպքում, այն կարող է զգալիորեն ուժեղացնել խառնման (էմուլսացման) ազդեցությունը և խթանել անուղղակի մոլեկուլային շփման ռեակցիան, այնպես որ ռեակցիան ի սկզբանե պահանջվում է իրականացնել բարձր ջերմաստիճանի (բարձր ճնշման) պայմաններում: կարող է ավարտվել սենյակային ջերմաստիճանում (կամ մոտ սենյակային ջերմաստիճանում), և կրճատել արձագանքման ժամանակը:Ուլտրաձայնային ալիքը ոչ միայն օգտագործվում է տրանսեսթերֆիկացման գործընթացում, այլև ռեակցիայի խառնուրդի տարանջատման մեջ:Միացյալ Նահանգների Միսիսիպի նահանգի համալսարանի գիտնականները կենսադիզելի արտադրության մեջ օգտագործել են ուլտրաձայնային մշակում:Բիոդիզելի եկամտաբերությունը 5 րոպեի ընթացքում գերազանցեց 99%-ը, մինչդեռ սովորական խմբաքանակային ռեակտորային համակարգը տևեց ավելի քան 1 ժամ։