Biokimyada ultrasəsin erkən tətbiqi onun məzmununu sərbəst buraxmaq üçün hüceyrə divarını ultrasəs ilə parçalamaq olmalıdır.Sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, aşağı intensivlikli ultrasəs biokimyəvi reaksiya prosesini təşviq edə bilər.Məsələn, maye qida əsasının ultrasəs şüalanması yosun hüceyrələrinin böyümə sürətini artıra bilər və beləliklə, bu hüceyrələr tərəfindən istehsal olunan protein miqdarını üç dəfə artırır.

Kavitasiya qabarcığının çökməsinin enerji sıxlığı ilə müqayisədə, ultrasəs səs sahəsinin enerji sıxlığı trilyonlarla dəfə böyüdü və nəticədə böyük enerji konsentrasiyası yarandı;Kavitasiya baloncuklarının yaratdığı yüksək temperatur və təzyiq nəticəsində yaranan sonokimyəvi hadisələr və sonoluminesans sonokimyada enerji və material mübadiləsinin unikal formalarıdır.Buna görə də, ultrasəs kimyəvi ekstraksiya, biodizel istehsalı, üzvi sintez, mikrobial müalicə, zəhərli üzvi çirkləndiricilərin deqradasiyası, kimyəvi reaksiya sürəti və məhsuldarlığı, katalizatorun katalitik səmərəliliyi, biodeqradasiya müalicəsi, ultrasəs miqyasının qarşısının alınması və çıxarılması, bioloji hüceyrənin sarsıdılmasında getdikcə daha vacib rol oynayır. , dispersiya və aglomerasiya və sonokimyəvi reaksiya.

1. ultrasəs gücləndirilmiş kimyəvi reaksiya.

Ultrasəs gücləndirilmiş kimyəvi reaksiya.Əsas hərəkətverici qüvvə ultrasəs kavitasiyasıdır.Kavitasiya edən qabarcıq nüvəsinin çökməsi yerli yüksək temperatur, yüksək təzyiq və güclü təsir və mikro reaktiv əmələ gətirir ki, bu da normal şəraitdə çətin və ya qeyri-mümkün olan kimyəvi reaksiyalar üçün yeni və çox xüsusi fiziki və kimyəvi mühit təmin edir.

2. Ultrasəs katalitik reaksiya.

Yeni bir tədqiqat sahəsi olaraq, ultrasəs katalitik reaksiya getdikcə daha çox maraq doğurur.Ultrasəsin katalitik reaksiyaya əsas təsiri:

(1) Yüksək temperatur və yüksək təzyiq reaktivlərin sərbəst radikallara və ikivalent karbona çevrilməsinə şərait yaradır və daha aktiv reaksiya növləri yaradır;

(2) Zərbə dalğası və mikro reaktiv bərk səthdə desorbsiya və təmizləyici təsirlərə malikdir (məsələn, katalizator), səth reaksiya məhsullarını və ya aralıq məhsulları və katalizator səthinin passivasiya təbəqəsini çıxara bilir;

(3) Zərbə dalğası reaktiv quruluşu məhv edə bilər

(4) Dispers reaktiv sistem;

(5) Ultrasonik kavitasiya metal səthini aşındırır və zərbə dalğası metal qəfəsin deformasiyasına və metalın kimyəvi reaksiya aktivliyini yaxşılaşdıran daxili gərginlik zonasının yaranmasına səbəb olur;

6) Qondarma daxiletmə reaksiyasını yaratmaq üçün həlledicinin bərk cismə nüfuz etməsini təşviq edin;

(7) Katalizatorun dispersiyasını yaxşılaşdırmaq üçün katalizatorun hazırlanmasında ultrasəs tez-tez istifadə olunur.Ultrasonik şüalanma katalizatorun səth sahəsini artıra, aktiv komponentlərin daha bərabər dağılmasını təmin edə və katalitik aktivliyi artıra bilər.

3. Ultrasonik polimer kimyası

Ultrasəs müsbət polimer kimyasının tətbiqi geniş diqqəti cəlb etmişdir.Ultrasonik müalicə makromolekulları, xüsusən də yüksək molekulyar ağırlıqlı polimerləri pisləşdirə bilər.Selüloz, jelatin, rezin və zülal ultrasəs müalicəsi ilə parçalana bilər.Hal-hazırda, ümumiyyətlə, ultrasəs deqradasiya mexanizminin gücün təsiri və kavitasiya qabarcığının partlaması zamanı yüksək təzyiqin təsiri ilə bağlı olduğuna inanılır, deqradasiyanın digər hissəsi isə istiliyin təsiri ilə bağlı ola bilər.Müəyyən şəraitdə güc ultrasəsi də polimerləşməni başlada bilər.Güclü ultrasəs şüalanması blok kopolimerləri hazırlamaq üçün polivinil spirti və akrilonitrilin kopolimerləşməsinə, polivinil asetat və polietilen oksidin isə qraft kopolimerləri yaratmaq üçün kopolimerləşməsinə başlaya bilər.

4. Ultrasəs sahəsi ilə təkmilləşdirilmiş yeni kimyəvi reaksiya texnologiyası

Yeni kimyəvi reaksiya texnologiyasının və ultrasəs sahənin gücləndirilməsinin birləşməsi ultrasəs kimyası sahəsində digər potensial inkişaf istiqamətidir.Məsələn, superkritik maye mühit kimi, ultrasəs sahəsi isə katalitik reaksiyanı gücləndirmək üçün istifadə olunur.Məsələn, superkritik maye mayeyə oxşar sıxlığa və qaza oxşar özlülük və diffuziya əmsalına malikdir, bu da onun həllini mayeyə, kütlə ötürmə qabiliyyətini isə qaza bərabər edir.Heterojen katalizatorun deaktivasiyası superkritik mayenin yaxşı həll olunma və diffuziya xassələrindən istifadə etməklə yaxşılaşdırıla bilər, lakin onu gücləndirmək üçün ultrasəs sahəsindən istifadə oluna bilərsə, şübhəsiz ki, tort üzərində buzlanmadır.Ultrasəs kavitasiyasının yaratdığı şok dalğası və mikro reaktiv katalizatorun deaktivasiyasına səbəb olan bəzi maddələri həll etmək, desorbsiya və təmizləmə rolunu oynamaq və katalizatoru uzun müddət aktiv saxlamaq üçün superkritik mayeni nəinki böyük dərəcədə gücləndirə bilər, həm də reaksiya sistemini dağıta bilən və superkritik maye kimyəvi reaksiyanın kütlə ötürmə sürətini daha yüksək səviyyəyə çatdıra bilən qarışdırmanın rolu.Bundan əlavə, ultrasəs kavitasiyasının yaratdığı yerli nöqtədə yüksək temperatur və yüksək təzyiq reaktivlərin sərbəst radikallara krekinqinə şərait yaradacaq və reaksiya sürətini xeyli sürətləndirəcək.Hal-hazırda, superkritik mayenin kimyəvi reaksiyasına dair bir çox tədqiqatlar var, lakin ultrasəs sahəsi ilə belə reaksiyanın gücləndirilməsinə dair bir neçə tədqiqat var.

5. biodizel istehsalında yüksək güclü ultrasəsin tətbiqi

Biodizelin hazırlanmasının açarı yağ turşusu qliseridinin metanol və digər aşağı karbonlu spirtlərlə katalitik transesterifikasiyasıdır.Ultrasəs, xüsusilə heterojen reaksiya sistemləri üçün transesterifikasiya reaksiyasını açıq şəkildə gücləndirə bilər, qarışdırma (emulsiya) təsirini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər və dolayı molekulyar təmas reaksiyasını təşviq edə bilər ki, reaksiya əvvəlcə yüksək temperatur (yüksək təzyiq) şəraitində aparılmalıdır. otaq temperaturunda (və ya otaq temperaturuna yaxın) tamamlana bilər və reaksiya müddətini qısaltın.Ultrasəs dalğası yalnız transesterifikasiya prosesində deyil, həm də reaksiya qarışığının ayrılmasında istifadə olunur.ABŞ-ın Missisipi Dövlət Universitetinin tədqiqatçıları biodizel istehsalında ultrasəs emalından istifadə ediblər.Biyodizelin məhsuldarlığı 5 dəqiqə ərzində 99%-i ötüb, adi partiya reaktor sistemi isə 1 saatdan çox çəkib.