ينبغي أن يكون الاستخدام المبكر لمشتت الموجات فوق الصوتية هو تحطيم جدار الخلية بالموجات فوق الصوتية لإطلاق محتوياتها. يمكن للموجات فوق الصوتية منخفضة الكثافة أن تعزز عملية التفاعل الكيميائي الحيوي. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تشعيع قاعدة المغذيات السائلة بالموجات فوق الصوتية إلى زيادة سرعة نمو خلايا الطحالب، مما يزيد كمية البروتين التي تنتجها هذه الخلايا بمقدار ثلاثة أضعاف.
يتكون مُحرِّك الموجات فوق الصوتية النانوي من ثلاثة أجزاء: جزء الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية، ومصدر طاقة التشغيل بالموجات فوق الصوتية، وغلاية التفاعل. يتكون مُكوِّن الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية بشكل رئيسي من مُحوِّل طاقة فوق صوتية، وبوق فوق صوتي، ورأس أداة (رأس إرسال)، يُستخدم لتوليد الاهتزازات فوق الصوتية ونقلها إلى السائل. يُحوِّل المُحوِّل الطاقة الكهربائية الداخلة إلى طاقة ميكانيكية.
تتمثل وظيفتها في تحرك محول الموجات فوق الصوتية ذهابًا وإيابًا طوليًا، وتكون سعته عادةً عدة ميكرونات. كثافة طاقة السعة هذه غير كافية ولا يمكن استخدامها مباشرةً. يُضخّم البوق السعة وفقًا لمتطلبات التصميم، ويعزل محلول التفاعل ومحول الطاقة، ويلعب أيضًا دور تثبيت نظام الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية بأكمله. يتصل رأس الأداة بالبوق، حيث ينقل طاقة الموجات فوق الصوتية والاهتزاز إلى رأس الأداة، ثم يُصدر رأس الأداة طاقة الموجات فوق الصوتية في سائل التفاعل الكيميائي.
يزداد استخدام الألومينا في الصناعات الحديثة. يُعدّ الطلاء تطبيقًا شائعًا، إلا أن حجم الجسيمات يحدّ من جودة المنتجات. لا تكفي عملية التكرير باستخدام آلة الطحن وحدها لتلبية احتياجات الشركات. يمكن أن يصل حجم جسيمات الألومينا باستخدام التشتيت بالموجات فوق الصوتية إلى حوالي 1200 شبكة.
تشير الموجات فوق الصوتية إلى موجة صوتية يتراوح ترددها بين 2 × 104 هرتز و107 هرتز، وهو ما يتجاوز نطاق ترددات الأذن البشرية. عند انتشارها في وسط سائل، تُنتج سلسلة من التأثيرات، مثل الميكانيكا والحرارة والبصريات والكهرباء والكيمياء، من خلال التأثير الميكانيكي والتجويف والتأثير الحراري.
لقد وجد أن الإشعاع بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يزيد من سيولة الذوبان، ويقلل من ضغط البثق، ويزيد من إنتاج البثق ويحسن أداء المنتج.
وقت النشر: ١١ أغسطس ٢٠٢٢