Os ultrasóns convertéronse nun tema candente de investigación no mundo debido á súa produción en transferencia de masa, transferencia de calor e reacción química. Co desenvolvemento e popularización dos equipos de potencia ultrasónica, fixéronse algúns progresos na industrialización en Europa e América. O desenvolvemento da ciencia e a tecnoloxía en China converteuse nunha nova interdisciplinaridade: a sonoquímica. O seu desenvolvemento viuse influenciado por unha gran cantidade de traballo realizado en teoría e aplicación.
A chamada onda ultrasónica refírese xeralmente á onda acústica cun rango de frecuencia de 20k-10mhz. A súa potencia de aplicación no campo químico provén principalmente da cavitación ultrasónica. Con ondas de choque fortes e microchorros cunha velocidade superior a 100 m/s, o alto gradiente de cizallamento da onda de choque e do microchorro pode xerar radicais hidroxilo en solución acuosa. Os efectos físicos e químicos correspondentes son principalmente efectos mecánicos (choque acústico, onda de choque, microchorro, etc.), efectos térmicos (alta temperatura local e alta presión, aumento da temperatura xeral), efectos ópticos (sonoluminiscencia) e efectos de activación (xéranse radicais hidroxilo en solución acuosa). Os catro efectos non están illados, senón que interactúan e promóvense mutuamente para acelerar o proceso de reacción.
Na actualidade, a investigación da aplicación de ultrasóns demostrou que os ultrasóns poden activar células biolóxicas e promover o metabolismo. Os ultrasóns de baixa intensidade non danarán a estrutura completa da célula, pero poden mellorar a actividade metabólica da célula, aumentar a permeabilidade e selectividade da membrana celular e promover a actividade catalítica biolóxica do encima. A onda ultrasónica de alta intensidade pode desnaturalizar o encima, facer que o coloide da célula experimente floculación e sedimentación despois dunha forte oscilación e licuar ou emulsionar o xel, facendo que as bacterias perdan a súa actividade biolóxica. Ademais, a alta temperatura instantánea, o cambio de temperatura, a alta presión instantánea e o cambio de presión causados pola cavitación ultrasónica matarán algunhas bacterias no líquido, inactivarán o virus e mesmo destruirán a parede celular dalgúns pequenos organismos emblemáticos. Os ultrasóns de maior intensidade poden destruír a parede celular e liberar as substancias na célula. Estes efectos biolóxicos tamén son aplicables ao efecto dos ultrasóns no obxectivo debido á particularidade da estrutura celular das algas. Tamén existe un mecanismo especial para a supresión e eliminación de algas por ultrasóns, é dicir, a bolsa de aire na célula de algas utilízase como núcleo de cavitación da burbulla de cavitación e a bolsa de aire rómpese cando a burbulla de cavitación se rompe, o que fai que a célula de algas perda a capacidade de controlar a flotación.
Data de publicación: 01-09-2022