La frua apliko de ultrasono en biokemio devus esti frakasi la ĉelan muron per ultrasono por liberigi ĝian enhavon. Postaj studoj montris, ke malalt-intenseca ultrasono povas antaŭenigi la biokemian reakcian procezon. Ekzemple, ultrasona surradiado de likva nutraĵbazo povas pliigi la kreskorapidecon de algoĉeloj, tiel triobligante la kvanton de proteino produktita de ĉi tiuj ĉeloj.

Kompare kun la energidenso de kavitaciaj vezikoj kolapsas, la energidenso de ultrasona sonkampo pligrandiĝis je bilionoj da fojoj, rezultante en grandega koncentriĝo de energio; Sonokemiaj fenomenoj kaj sonoluminesko kaŭzitaj de alta temperaturo kaj premo produktitaj de kavitaciaj vezikoj estas unikaj formoj de energio- kaj materialinterŝanĝo en sonokemio. Tial, ultrasono ludas ĉiam pli gravan rolon en kemia ekstraktado, biodizelproduktado, organika sintezo, mikroba traktado, degradiĝo de toksaj organikaj poluaĵoj, kemia reakcia rapido kaj rendimento, kataliza efikeco de katalizilo, biodegradiĝa traktado, preventado kaj forigo de ultrasona skvamo, dispremado, disperso kaj aglomerado de biologiaj ĉeloj, kaj sonokemia reakcio.

1. ultrasona plibonigita kemia reakcio.

Ultrasono plibonigita kemia reakcio. La ĉefa mova forto estas ultrasona kavitacio. La kolapso de la kavitacia vezika kerno produktas lokan altan temperaturon, altan premon kaj fortan efikon kaj mikroŝprucon, kiu provizas novan kaj tre specialan fizikan kaj kemian medion por kemiaj reakcioj, kiujn malfacilas aŭ neeblas atingi sub normalaj kondiĉoj.

2. Ultrasona kataliza reakcio.

Kiel nova esplorkampo, ultrasona kataliza reakcio altiris pli kaj pli da intereso. La ĉefaj efikoj de ultrasono sur kataliza reakcio estas:

(1) Alta temperaturo kaj alta premo favoras la fendadon de reakciantoj en liberajn radikalulojn kaj duvalentan karbonon, formante pli aktivajn reakciajn speciojn;

(2) Ŝokondo kaj mikroŝpruco havas desorbajn kaj purigajn efikojn sur solida surfaco (kiel katalizilo), kiuj povas forigi surfacajn reakciajn produktojn aŭ intermediatojn kaj la pasivigan tavolon de la katalizilo surfaco;

(3) Ŝokondo povas detrui reakcian strukturon

(4) Disigita reakcia sistemo;

(5) Ultrasona kavitacio erozias la metalsurfacon, kaj la ŝokondo kondukas al deformado de la metala krado kaj formado de interna streĉzono, kio plibonigas la kemian reakcian aktivecon de la metalo;

6) Antaŭenigu la solvilon penetri en la solidon por produkti la tiel nomatan inkluzivan reagon;

(7) Por plibonigi la disperson de katalizilo, ultrasona traktado ofte estas uzata en la preparado de katalizilo. Ultrasona surradiado povas pliigi la surfacareon de la katalizilo, igi la aktivajn komponantojn dispersi pli egale kaj plibonigi la katalizan aktivecon.

3. Ultrasona polimera kemio

La apliko de ultrasona pozitiva polimera kemio altiris ampleksan atenton. Ultrasona traktado povas degradi makromolekulojn, precipe altmolekulpezajn polimerojn. Celulozo, gelateno, kaŭĉuko kaj proteino povas esti degraditaj per ultrasona traktado. Nuntempe, oni ĝenerale kredas, ke la ultrasona degradmekanismo ŝuldiĝas al la efiko de forto kaj la alta premo kiam la kavitacia veziko eksplodas, kaj la alia parto de la degradiĝo povas ŝuldiĝi al la efiko de varmo. Sub certaj kondiĉoj, potenca ultrasono ankaŭ povas iniciati polimerigon. Forta ultrasona surradiado povas iniciati la kopolimerigon de polivinila alkoholo kaj akrilonitrilo por prepari blokajn kopolimerojn, kaj la kopolimerigon de polivinila acetato kaj polietilena oksido por formi greftajn kopolimerojn.

4. Nova kemia reakcia teknologio plibonigita per ultrasona kampo

La kombinaĵo de nova kemia reakcia teknologio kaj plibonigo de ultrasona kampo estas alia ebla disvolviĝa direkto en la kampo de ultrasona kemio. Ekzemple, la superkritika fluido estas uzata kiel medio, kaj la ultrasona kampo estas uzata por plifortigi la katalizan reakcion. Ekzemple, superkritika fluido havas densecon similan al likvaĵo kaj viskozecon kaj difuzkoeficienton similajn al gaso, kio faras ĝian dissolvon ekvivalentan al likvaĵo kaj ĝian amastransigan kapaciton ekvivalentan al gaso. La malaktivigo de heterogena katalizilo povas esti plibonigita per uzado de la bonaj solveblecaj kaj difuzaj ecoj de superkritika fluido, sed sendube estas la ĉerizo sur la kuko se ultrasona kampo povas esti uzata por plifortigi ĝin. La ŝokondo kaj mikroŝpruco generitaj de ultrasona kavitacio povas ne nur multe plibonigi la superkritikan fluidon por dissolvi iujn substancojn, kiuj kondukas al katalizila malaktivigo, ludi la rolon de desorbado kaj purigado, kaj teni la katalizilon aktiva dum longa tempo, sed ankaŭ ludi la rolon de kirlado, kiu povas disigi la reakcian sistemon, kaj levi la amastransigan rapidon de superkritika fluida kemia reakcio al pli alta nivelo. Krome, la alta temperaturo kaj alta premo ĉe la loka punkto formitaj per ultrasona kavitacio kontribuos al la fendado de reakciantoj en liberajn radikalulojn kaj multe akcelos la reakcian rapidon. Nuntempe, ekzistas multaj studoj pri la kemia reakcio de superkritika fluido, sed malmultaj studoj pri la plibonigo de tia reakcio per ultrasona kampo.

5. apliko de alt-potenca ultrasona en biodizelproduktado

La ŝlosilo al la preparado de biodizeloleo estas la kataliza transesterigado de grasacida glicerido kun metanolo kaj aliaj malaltkarbonaj alkoholoj. Ultrasono povas evidente plifortigi la transesterigan reagon, precipe por heterogenaj reakciaj sistemoj, ĝi povas signife plibonigi la miksan (emulsigan) efikon kaj antaŭenigi la nerektan molekulan kontaktan reagon, tiel ke la reakcio origine bezonata sub altaj temperaturoj (alta premo) kondiĉoj povas esti kompletigita je ĉambra temperaturo (aŭ proksime al ĉambra temperaturo), kaj mallongigi la reakcian tempon. Ultrasona ondo estas uzata ne nur en la transesterigada procezo, sed ankaŭ en la apartigo de reakcia miksaĵo. Esploristoj de la Misisipa Ŝtata Universitato en Usono uzis ultrasonan prilaboradon en la produktado de biodizeloleo. La rendimento de biodizeloleo superis 99% ene de 5 minutoj, dum la konvencia aro-reaktora sistemo daŭris pli ol 1 horon.