أصبحت الموجات فوق الصوتية نقطة ساخنة للأبحاث في العالم بسبب إنتاجها في النقل الجماعي ونقل الحرارة والتفاعل الكيميائي.مع تطوير وتعميم معدات الطاقة بالموجات فوق الصوتية، تم إحراز بعض التقدم في التصنيع في أوروبا وأمريكا.لقد أصبح تطور العلوم والتكنولوجيا في الصين مجالًا جديدًا متعدد التخصصات – الكيمياء الصوتية.وقد تأثر تطورها بقدر كبير من العمل المنجز من الناحية النظرية والتطبيقية.
تشير ما يسمى بالموجة فوق الصوتية بشكل عام إلى الموجة الصوتية بنطاق تردد يتراوح بين 20 كيلو هرتز إلى 10 ميجا هرتز.قوة تطبيقه في المجال الكيميائي تأتي بشكل رئيسي من التجويف بالموجات فوق الصوتية.مع موجة الصدمة القوية وmicrojet بسرعة أعلى من 100m / s، فإن القص المتدرج العالي لموجة الصدمة وmicrojet يمكن أن يولد جذور الهيدروكسيل في محلول مائي.التأثيرات الفيزيائية والكيميائية المقابلة هي في الأساس تأثيرات ميكانيكية (صدمة صوتية، موجة صدمية، نفث دقيق، إلخ)، تأثيرات حرارية (درجة حرارة عالية محلية وضغط مرتفع، ارتفاع درجة الحرارة الإجمالية)، تأثيرات بصرية (ضياء صوتي) وتأثيرات التنشيط (جذور الهيدروكسيل هي المتولدة في محلول مائي).التأثيرات الأربعة ليست معزولة، بل إنها تتفاعل وتعزز بعضها البعض لتسريع عملية التفاعل.
في الوقت الحاضر، أثبتت الأبحاث المتعلقة بتطبيق الموجات فوق الصوتية أن الموجات فوق الصوتية يمكنها تنشيط الخلايا البيولوجية وتعزيز عملية التمثيل الغذائي.لن تؤدي الموجات فوق الصوتية منخفضة الكثافة إلى إتلاف البنية الكاملة للخلية، ولكنها يمكن أن تعزز النشاط الأيضي للخلية، وتزيد من نفاذية وانتقائية غشاء الخلية، وتعزز النشاط التحفيزي البيولوجي للإنزيم.يمكن للموجات فوق الصوتية عالية الكثافة أن تفسد الإنزيم، وتجعل المادة الغروية في الخلية تخضع للتلبد والترسيب بعد تذبذب قوي، وتسييل أو استحلاب الجل، مما يجعل البكتيريا تفقد نشاطها البيولوجي.فضلاً عن ذلك.إن درجة الحرارة المرتفعة اللحظية، وتغير درجة الحرارة، والضغط العالي اللحظي وتغير الضغط الناتج عن التجويف بالموجات فوق الصوتية سوف يقتل بعض البكتيريا الموجودة في السائل، ويعطل نشاط الفيروس، بل ويدمر جدار الخلية لبعض الكائنات الحية الصغيرة.يمكن للموجات فوق الصوتية ذات الكثافة العالية أن تدمر جدار الخلية وتطلق المواد الموجودة في الخلية.تنطبق هذه التأثيرات البيولوجية أيضًا على تأثير الموجات فوق الصوتية على الهدف.بسبب خصوصية بنية الخلايا الطحالب.هناك أيضًا آلية خاصة لقمع وإزالة الطحالب بالموجات فوق الصوتية، أي أن كيس الهواء الموجود في خلية الطحالب يستخدم كنواة التجويف لفقاعة التجويف، ويتم كسر كيس الهواء عند كسر فقاعة التجويف، مما يؤدي إلى فقدان الخلايا الطحلبية القدرة على التحكم في الطفو.
وقت النشر: 01 سبتمبر 2022