L'applicazione iniziale di l'ultrasoni in biochimica duveria esse di sfracicà a parete cellulare cù l'ultrasoni per liberà u so cuntenutu. Studi successivi anu dimustratu chì l'ultrasoni di bassa intensità ponu prumove u prucessu di reazione biochimica. Per esempiu, l'irradiazione ultrasonica di a basa nutritiva liquida pò aumentà u ritmu di crescita di e cellule algali, aumentendu cusì a quantità di proteine ​​prodotte da queste cellule di trè volte.

In paragone cù a densità energetica di u colapsu di e bolle di cavitazione, a densità energetica di u campu sonoru ultrasonicu hè stata allargata di trilioni di volte, risultendu in una enorme concentrazione di energia; I fenomeni sonochimichi è a sonoluminescenza causati da l'alta temperatura è pressione prodotta da e bolle di cavitazione sò forme uniche di scambiu di energia è materiale in sonochimica. Dunque, l'ultrasoni ghjocanu un rolu sempre più impurtante in l'estrazione chimica, a pruduzzione di biodiesel, a sintesi organica, u trattamentu microbicu, a degradazione di inquinanti organici tossichi, a velocità è u rendimentu di a reazione chimica, l'efficienza catalitica di u catalizatore, u trattamentu di biodegradazione, a prevenzione è a rimozione di a scala ultrasonica, a frantumazione di e cellule biologiche, a dispersione è l'agglomerazione, è a reazione sonochimica.

1. reazione chimica rinfurzata da ultrasoni.

Reazione chimica rinfurzata da ultrasoni. A principale forza motrice hè a cavitazione ultrasonica. U crollu di u core di bolle cavitante produce alta temperatura lucale, alta pressione è forte impattu è micro getti, chì furnisce un ambiente fisicu è chimicu novu è assai particulare per reazioni chimiche chì sò difficiuli o impussibili da ottene in cundizioni nurmali.

2. Reazione catalitica ultrasonica.

Cum'è un novu campu di ricerca, a reazione catalitica ultrasonica hà suscitatu sempre più interessu. L'effetti principali di l'ultrasoni nantu à a reazione catalitica sò:

(1) L'alta temperatura è l'alta pressione sò favurevuli à a scomposizione di i reagenti in radicali liberi è carbone bivalente, furmendu spezie di reazione più attive;

(2) L'onda d'urto è u microgettu anu effetti di desorbimentu è di pulizia nantu à a superficia solida (cum'è u catalizatore), chì pò rimuovere i prudutti di reazione superficiale o intermedi è u stratu di passivazione di a superficia di u catalizatore;

(3) L'onda d'urto pò distrughje a struttura di i reagenti

(4) Sistema di reagenti dispersi;

(5) A cavitazione ultrasonica erode a superficia metallica, è l'onda d'urto porta à a deformazione di a rete metallica è à a furmazione di a zona di tensione interna, chì migliora l'attività di reazione chimica di u metallu;

6) Prumove a penetrazione di u solvente in u solidu per pruduce a cusì detta reazione d'inclusione;

(7) Per migliurà a dispersione di u catalizatore, l'ultrasoni sò spessu usati in a preparazione di u catalizatore. L'irradiazione ultrasonica pò aumentà a superficia di u catalizatore, fà chì i cumpunenti attivi si disperdinu più uniformemente è migliurà l'attività catalitica.

3. Chimica di i polimeri ultrasonici

L'applicazione di a chimica di i polimeri pusitivi ultrasonici hà attiratu una grande attenzione. U trattamentu ultrasonicu pò degradà e macromolecule, in particulare i polimeri à altu pesu moleculare. A cellulosa, a gelatina, a gomma è e proteine ​​ponu esse degradate da u trattamentu ultrasonicu. Attualmente, si crede generalmente chì u mecanismu di degradazione ultrasonica hè duvutu à l'effettu di a forza è di l'alta pressione quandu a bolla di cavitazione scoppia, è l'altra parte di a degradazione pò esse duvuta à l'effettu di u calore. In certe cundizioni, l'ultrasoni di putenza ponu ancu inizià a polimerizazione. Una forte irradiazione à ultrasoni pò inizià a copolimerizazione di l'alcol polivinilicu è di l'acrilonitrile per preparà copolimeri à blocchi, è a copolimerizazione di l'acetatu di polivinile è di l'ossidu di polietilene per furmà copolimeri à innestu.

4. Nova tecnulugia di reazione chimica migliorata da u campu ultrasonicu

A cumbinazione di a nova tecnulugia di reazione chimica è u miglioramentu di u campu ultrasonicu hè un'altra putenziale direzzione di sviluppu in u campu di a chimica ultrasonica. Per esempiu, u fluidu supercriticu hè adupratu cum'è mezu, è u campu ultrasonicu hè adupratu per rinfurzà a reazione catalitica. Per esempiu, u fluidu supercriticu hà a densità simile à u liquidu è a viscosità è u coefficientu di diffusione simili à u gasu, ciò chì rende a so dissoluzione equivalente à u liquidu è a so capacità di trasferimentu di massa equivalente à u gasu. A disattivazione di u catalizatore eterogeneu pò esse migliurata aduprendu e bone proprietà di solubilità è diffusione di u fluidu supercriticu, ma hè senza dubbitu a ciliegina nantu à a torta se u campu ultrasonicu pò esse adupratu per rinfurzà lu. L'onda d'urto è u microgetto generatu da a cavitazione ultrasonica ùn ponu micca solu migliurà assai u fluidu supercriticu per dissolve alcune sostanze chì portanu à a disattivazione di u catalizatore, ghjucà u rolu di desorbimentu è pulizia, è mantene u catalizatore attivu per un bellu pezzu, ma ancu ghjucà u rolu di agitazione, chì pò disperse u sistema di reazione, è fà chì a velocità di trasferimentu di massa di a reazione chimica di u fluidu supercriticu sia à un livellu più altu. Inoltre, l'alta temperatura è l'alta pressione à u puntu lucale furmatu da a cavitazione ultrasonica saranu favurevuli à a sfracicatura di i reagenti in radicali liberi è accelereranu assai a velocità di reazione. Attualmente, ci sò parechji studii nantu à a reazione chimica di u fluidu supercriticu, ma pochi studii nantu à u miglioramentu di tale reazione per mezu di u campu ultrasonicu.

5. applicazione di ultrasoni d'alta putenza in a pruduzzione di biodiesel

A chjave per a preparazione di u biodiesel hè a transesterificazione catalitica di u gliceride di l'acidu grassu cù u metanolu è altri alcooli à bassu carbone. L'ultrasoni ponu ovviamente rinfurzà a reazione di transesterificazione, in particulare per i sistemi di reazione eterogenei, ponu migliurà significativamente l'effettu di miscelazione (emulsificazione) è prumove a reazione di cuntattu moleculare indirettu, in modu chì a reazione chì inizialmente duvia esse realizata in cundizioni di alta temperatura (alta pressione) pò esse cumpletata à temperatura ambiente (o vicinu à a temperatura ambiente), è accurtà u tempu di reazione. L'onda ultrasonica ùn hè micca solu aduprata in u prucessu di transesterificazione, ma ancu in a separazione di a mistura di reazione. I circadori di l'Università Statale di u Mississippi in i Stati Uniti anu utilizatu u trattamentu ultrasonicu in a pruduzzione di biodiesel. U rendimentu di u biodiesel hà superatu u 99% in 5 minuti, mentre chì u sistema di reattore batch cunvinziunale hà pigliatu più di 1 ora.