أصبحت الموجات فوق الصوتية محورًا بحثيًا عالميًا بفضل استخدامها في نقل الكتلة والحرارة والتفاعلات الكيميائية. مع تطور وانتشار معدات الطاقة بالموجات فوق الصوتية، شهد التصنيع في أوروبا وأمريكا تقدمًا ملحوظًا. وشهد تطور العلوم والتكنولوجيا في الصين تخصصًا جديدًا متعدد التخصصات، ألا وهو الكيمياء الصوتية. وقد تأثر تطورها بالعديد من الأبحاث النظرية والتطبيقية.

تشير الموجات فوق الصوتية عمومًا إلى الموجات الصوتية ذات نطاق تردد يتراوح بين 20 كيلوهرتز و10 ميجاهرتز. وتنبع قوتها التطبيقية في المجال الكيميائي بشكل رئيسي من التجويف فوق الصوتي. مع موجة صدمة قوية ونفث ميكروي بسرعة تزيد عن 100 متر/ثانية، يمكن للقص المتدرج عالي التدرج لموجة الصدمة والنفث الميكروي توليد جذور هيدروكسيل في المحلول المائي. وتتمثل التأثيرات الفيزيائية والكيميائية المقابلة بشكل رئيسي في التأثيرات الميكانيكية (الصدمة الصوتية، موجة الصدمة، النفث الميكروي، إلخ)، والتأثيرات الحرارية (ارتفاع درجة الحرارة والضغط المحلي، وارتفاع درجة الحرارة الكلية)، والتأثيرات البصرية (التألق الصوتي)، وتأثيرات التنشيط (تولد جذور هيدروكسيل في المحلول المائي). هذه التأثيرات الأربعة ليست معزولة، بل تتفاعل وتعزز بعضها البعض لتسريع عملية التفاعل.

أثبتت أبحاث تطبيقات الموجات فوق الصوتية حاليًا قدرتها على تنشيط الخلايا البيولوجية وتعزيز عملية الأيض. لا تُلحق الموجات فوق الصوتية منخفضة الشدة الضرر ببنية الخلية الكاملة، بل تُعزز نشاطها الأيضي، وتزيد من نفاذية غشاء الخلية وانتقائيته، وتُعزز النشاط التحفيزي البيولوجي للإنزيم. أما الموجات فوق الصوتية عالية الشدة، فتُفسد الإنزيم، وتُسبب ترسب المادة الغروانية في الخلية بعد تذبذبات قوية، وتُسيّل أو تُستحلب الهلام، مما يُفقد البكتيريا نشاطها البيولوجي. بالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع درجة الحرارة والتغيرات اللحظية في درجة الحرارة والضغط والتغيرات اللحظية في الضغط الناتجة عن التجويف بالموجات فوق الصوتية تُؤدي إلى قتل بعض البكتيريا في السائل، وتعطيل الفيروسات، وحتى تدمير جدار الخلية لبعض الكائنات الحية الدقيقة. أما الموجات فوق الصوتية عالية الشدة، فتُدمر جدار الخلية وتُطلق المواد داخل الخلية. وتنطبق هذه التأثيرات البيولوجية أيضًا على تأثير الموجات فوق الصوتية على الهدف، نظرًا لخصوصية بنية خلايا الطحالب. هناك أيضًا آلية خاصة لقمع الطحالب وإزالتها بالموجات فوق الصوتية، أي أن الوسادة الهوائية الموجودة في الخلية الطحلبية تُستخدم كنواة تجويف للفقاعة التجويفية، وتنكسر الوسادة الهوائية عند كسر فقاعة التجويف، مما يؤدي إلى فقدان الخلية الطحلبية القدرة على التحكم في الطفو.