O ultrassom tornou-se um polo de pesquisa no mundo devido à sua produção em transferência de massa, transferência de calor e reações químicas. Com o desenvolvimento e a popularização de equipamentos de potência ultrassônica, houve algum progresso na industrialização na Europa e na América. O desenvolvimento da ciência e tecnologia na China tornou-se uma nova interdisciplinaridade – a sonoquímica. Seu desenvolvimento foi influenciado por uma grande quantidade de trabalhos realizados em teoria e aplicação.

A chamada onda ultrassônica geralmente se refere à onda acústica com uma faixa de frequência de 20k a 10mhz. Sua aplicação no campo químico advém principalmente da cavitação ultrassônica. Com fortes ondas de choque e microjatos com velocidades superiores a 100m/s, o alto gradiente de cisalhamento da onda de choque e do microjato pode gerar radicais hidroxila em solução aquosa. Os efeitos físicos e químicos correspondentes são principalmente efeitos mecânicos (choque acústico, onda de choque, microjato, etc.), efeitos térmicos (alta temperatura local e alta pressão, aumento geral da temperatura), efeitos ópticos (sonoluminescência) e efeitos de ativação (radicais hidroxila são gerados em solução aquosa). Os quatro efeitos não são isolados; em vez disso, eles interagem e se promovem mutuamente para acelerar o processo de reação.

Atualmente, a pesquisa sobre a aplicação do ultrassom comprovou que o ultrassom pode ativar células biológicas e promover o metabolismo. O ultrassom de baixa intensidade não danifica a estrutura completa da célula, mas pode aumentar a atividade metabólica da célula, aumentar a permeabilidade e a seletividade da membrana celular e promover a atividade catalítica biológica da enzima. A onda ultrassônica de alta intensidade pode desnaturar a enzima, fazer com que o coloide na célula sofra floculação e sedimentação após forte oscilação, e liquefazer ou emulsionar o gel, fazendo com que as bactérias percam a atividade biológica. Além disso, a alta temperatura instantânea, a mudança de temperatura, a alta pressão instantânea e a mudança de pressão causadas pela cavitação ultrassônica matam algumas bactérias no líquido, inativam vírus e até mesmo destroem a parede celular de alguns pequenos organismos emblemáticos. O ultrassom de alta intensidade pode destruir a parede celular e liberar as substâncias na célula. Esses efeitos biológicos também se aplicam ao efeito do ultrassom no alvo, devido à particularidade da estrutura celular das algas. Há também um mecanismo especial para supressão e remoção ultrassônica de algas, ou seja, a bolsa de ar na célula de algas é usada como o núcleo de cavitação da bolha de cavitação, e a bolsa de ar é quebrada quando a bolha de cavitação é quebrada, fazendo com que a célula de algas perca a capacidade de controlar a flutuação.


Horário da publicação: 01/09/2022