Биохимияда УЗИнин эрте колдонулушу анын мазмунун чыгаруу үчүн клетканын дубалын УЗИ менен талкалап салуу болушу керек. Кийинки изилдөөлөр аз интенсивдүү УЗИ биохимиялык реакция процессине өбөлгө түзөрүн көрсөттү. Мисалы, суюк азыктык базанын УЗИ нурлануусу балыр клеткаларынын өсүү темпин жогорулатат, ошентип бул клеткалар тарабынан өндүрүлгөн белоктун көлөмүн үч эсеге көбөйтөт.

Кавитациялык көбүктүн кулашынын энергия тыгыздыгы менен салыштырганда, ультра үн талаасынын энергия тыгыздыгы триллиондогон эсеге көбөйүп, натыйжада энергиянын чоң концентрациясы пайда болду; Cavitation көбүкчөлөрү тарабынан өндүрүлгөн жогорку температура жана басым менен шартталган Sonochemical кубулуштар жана sonoluminescence sonochemistry энергия жана материалдык алмашуу уникалдуу түрлөрү болуп саналат. Ошондуктан, УЗИ химиялык казып алуу, биодизель өндүрүү, органикалык синтез, микробдук тазалоо, уулуу органикалык булгоочу заттардын бузулушу, химиялык реакциянын ылдамдыгы жана кирешелүүлүгү, катализатордун каталитикалык натыйжалуулугу, биодеградацияны дарылоо, ультраүн масштабын алдын алуу жана жок кылуу, биологиялык клетканы майдалоодо барган сайын маанилүү ролду ойнойт. , дисперсия жана агломерация жана сонохимиялык реакция.

1. УЗИ күчөтүлгөн химиялык реакция.

Ультра үн күчөтүлгөн химиялык реакция. Негизги кыймылдаткыч күчү ультра үн кавитация болуп саналат. Cavitating көбүк өзөгүнүн кыйрашы жергиликтүү жогорку температураны, жогорку басымды жана күчтүү таасирди жана микро агымды пайда кылат, бул кадимки шарттарда жетишүү кыйын же мүмкүн болбогон химиялык реакциялар үчүн жаңы жана өтө өзгөчө физикалык жана химиялык чөйрөнү камсыз кылат.

2. УЗИ каталитикалык реакциясы.

жаңы изилдөө талаа катары, УЗИ каталитикалык реакция барган сайын көбүрөөк кызыгууну жаратты. Катализатордук реакцияга УЗИнин негизги таасирлери:

(1) Жогорку температура жана жогорку басым реагенттерди эркин радикалдарга жана эки валенттүү көмүртектерге крекингге алып келип, реакциянын активдүү түрлөрүн түзөт;

(2) Сокку толкуну жана микро реактивдүү катуу бетке десорбциялоо жана тазалоочу эффекттерге ээ (катализатор сыяктуу), ал беттик реакциянын продуктуларын же аралык заттарды жана катализатордун беттик пассивация катмарын жок кыла алат;

(3) Сокку толкун реагенттин түзүлүшүн бузушу мүмкүн

(4) дисперстүү реагент системасы;

(5) УЗИ кавитациясы металлдын бетин эрозияга учуратат, ал эми сокку толкуну металл торунун деформациясына жана металлдын химиялык реакциясынын активдүүлүгүн жакшыртуучу ички чыңалуу зонасынын пайда болушуна алып келет;

6) эриткичтин катуу заттын ичине өтүшүнө өбөлгө түзүү, кошулуу реакциясы деп аталат;

(7) катализатордун дисперсиясын жакшыртуу үчүн, УЗИ көп катализатор даярдоодо колдонулат. УЗИ нурлануу катализатордун бетинин аянтын көбөйтүүгө, активдүү компоненттерди бир калыпта таркатууга жана каталитикалык активдүүлүктү жогорулатууга жардам берет.

3. Ультрадыбыстын полимер химиясы

Ультрадыбыстық оң полимердик химияны колдонуу кеңири көңүл бурду. УЗИ дарылоо макромолекулаларды, өзгөчө жогорку молекулалуу полимерлерди начарлатышы мүмкүн. Целлюлоза, желатин, резина жана белок ультра үн менен дарылоо аркылуу бузулушу мүмкүн. Азыркы учурда, ал жалпысынан УЗИ деградация механизми күч жана cavitation көбүк жарылганда жогорку басымдын таасири менен шартталган, ал эми бузулуу башка бөлүгү жылуулук таасиринен улам болушу мүмкүн деп эсептелет. Белгилүү шарттарда, күч УЗИ да полимеризацияны башташы мүмкүн. Күчтүү ультра үн нурлануу поливинил спиртинин жана акрилонитрилдин сополимеризациясын блок сополимерлерди даярдоо үчүн, ал эми поливинилацетат менен полиэтилен кычкылынын сополимеризациясын транспланттык сополимерлерди пайда кыла алат.

4. УЗИ талаасы тарабынан жакшыртылган жаңы химиялык реакция технологиясы

Жаңы химиялык реакция технологиясын жана ультраүн талаасын жогорулатуунун айкалышы УЗИ химиясынын чөйрөсүндөгү дагы бир потенциалдуу өнүгүү багыты болуп саналат. Мисалы, суперкритикалык суюктук чөйрө катары колдонулат, ал эми ультра үн талаасы каталитикалык реакцияны күчөтүү үчүн колдонулат. Мисалы, суперкритикалык суюктуктун тыгыздыгы суюктукка жана илешкектүүлүк жана диффузия коэффициенти газга окшош, бул анын эришин суюктукка, ал эми масса өткөрүү жөндөмдүүлүгүн газга эквиваленттүү кылат. Гетерогендүү катализатордун деактивациясын суперкритикалык суюктуктун жакшы эригичтиги жана диффузиялык касиеттерин колдонуу менен жакшыртса болот, бирок аны бекемдөө үчүн ультра үн талаасын колдонсо болот. УЗИ кавитациясынан пайда болгон сокку толкуну жана микро агым катализатордун деактивациясына алып келген кээ бир заттарды эритип, десорбция жана тазалоо ролун ойноп, катализаторду узак убакыт бою активдүү кармап туруу үчүн суперкритикалык суюктукту бир кыйла жакшыртат. реакция системасын таркатууга жана суперкритикалык суюктуктун химиялык реакциясынын масса берүү ылдамдыгын жогорку деңгээлге көтөрө турган аралаштыруунун ролу. Мындан тышкары, ультра үн кавитациясынан пайда болгон жергиликтүү чекиттеги жогорку температура жана жогорку басым реактивдердин эркин радикалдарга жараксыз болушуна шарт түзөт жана реакциянын ылдамдыгын бир топ тездетет. Учурда суперкритикалык суюктуктун химиялык реакциясы боюнча көптөгөн изилдөөлөр бар, бирок ультра үн талаасы менен мындай реакцияны күчөтүү боюнча изилдөөлөр аз.

5. биодизель өндүрүшүндө жогорку кубаттуулуктагы УЗИ колдонуу

Биодизельди даярдоонун ачкычы май кислотасынын глицеридинин метанол жана башка аз көмүртектүү спирттер менен каталитикалык трансэтерификациясы болуп саналат. УЗИ трансэтерификация реакциясын, айрыкча гетерогендик реакция системалары үчүн, албетте, бекемдей алат, ал аралаштыруу (эмульсификация) эффектин олуттуу түрдө күчөтөт жана кыйыр молекулярдык контакт реакциясын илгерилетет, ошондуктан реакция башында жогорку температурада (жогорку басым) талап кылынган. бөлмө температурасында (же бөлмө температурасына жакын) аякташы мүмкүн жана реакция убактысын кыскартат. УЗИ толкуну трансэтерификация процессинде гана эмес, реакция аралашмасын бөлүүдө да колдонулат. Америка Кошмо Штаттарынын Миссисипи мамлекеттик университетинин изилдөөчүлөрү биодизель өндүрүүдө ультра үн процессин колдонушкан. Биодизельдин чыгышы 5 мүнөттүн ичинде 99% ашты, ал эми кадимки партиялык реактор системасы 1 сааттан ашык убакытты алды.