Aplikimi i hershëm i ultrazërit në biokimi duhet të jetë goditja e murit qelizor me ultratinguj për të çliruar përmbajtjen e tij.Studimet e mëvonshme kanë treguar se ultrazërit me intensitet të ulët mund të nxisin procesin e reaksionit biokimik.Për shembull, rrezatimi me ultratinguj i bazës së lëndëve ushqyese të lëngshme mund të rrisë shkallën e rritjes së qelizave të algave, duke rritur kështu sasinë e proteinave të prodhuara nga këto qeliza me tre herë.

Krahasuar me densitetin e energjisë të kolapsit të flluskës së kavitacionit, dendësia e energjisë e fushës së zërit tejzanor është rritur me triliona herë, duke rezultuar në një përqendrim të madh të energjisë;Fenomenet sonokimike dhe sonolumineshenca e shkaktuar nga temperatura dhe presioni i lartë i prodhuar nga flluskat e kavitacionit janë forma unike të shkëmbimit të energjisë dhe materialeve në sonokimi.Prandaj, ultratingulli luan një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në nxjerrjen kimike, prodhimin e bionaftë, sintezën organike, trajtimin mikrobik, degradimin e ndotësve organikë toksikë, shpejtësinë dhe rendimentin e reaksionit kimik, efikasitetin katalitik të katalizatorit, trajtimin e biodegradimit, parandalimin dhe heqjen e shkallës tejzanor, shtypjen biologjike të qelizave. , dispersioni dhe grumbullimi, dhe reaksioni sonokimik.

1. reaksion kimik i zgjeruar me ultratinguj.

Reaksioni kimik i përmirësuar me ultratinguj.Forca kryesore lëvizëse është kavitacioni tejzanor.Rënia e bërthamës së flluskës kavituese prodhon temperaturë të lartë lokale, presion të lartë dhe ndikim të fortë dhe mikrojet, i cili siguron një mjedis të ri dhe shumë të veçantë fizik dhe kimik për reaksionet kimike që janë të vështira ose të pamundura për t'u arritur në kushte normale.

2. Reaksioni katalitik tejzanor.

Si një fushë e re kërkimore, reagimi katalitik tejzanor ka tërhequr gjithnjë e më shumë interes.Efektet kryesore të ultrazërit në reaksionin katalitik janë:

(1) Temperatura e lartë dhe presioni i lartë janë të favorshme për plasaritjen e reaktantëve në radikale të lira dhe karbon dyvalent, duke formuar lloje më aktive të reagimit;

(2) Vala e goditjes dhe mikro-jeti kanë efekte desorbimi dhe pastrimi në sipërfaqe të ngurtë (si katalizatori), i cili mund të heqë produktet e reagimit sipërfaqësor ose ndërmjetësit dhe shtresën e pasivimit të sipërfaqes së katalizatorit;

(3) Vala goditëse mund të shkatërrojë strukturën e reaktantit

(4) Sistemi i reaktantëve të shpërndarë;

(5) Kavitacioni tejzanor gërryen sipërfaqen e metalit, dhe vala e goditjes çon në deformimin e grilës metalike dhe formimin e zonës së tendosjes së brendshme, e cila përmirëson aktivitetin e reaksionit kimik të metalit;

6) Promovoni që tretësi të depërtojë në lëndë të ngurtë për të prodhuar të ashtuquajturin reaksion të përfshirjes;

(7) Për të përmirësuar shpërndarjen e katalizatorit, tejzanor shpesh përdoret në përgatitjen e katalizatorit.Rrezatimi tejzanor mund të rrisë sipërfaqen e katalizatorit, të bëjë që komponentët aktivë të shpërndahen në mënyrë më të barabartë dhe të përmirësojnë aktivitetin katalitik.

3. Kimi polimer tejzanor

Zbatimi i kimisë së polimerit pozitiv tejzanor ka tërhequr vëmendje të gjerë.Trajtimi me ultratinguj mund të degradojë makromolekulat, veçanërisht polimerët me peshë të lartë molekulare.Celuloza, xhelatina, goma dhe proteinat mund të degradohen nga trajtimi me ultratinguj.Aktualisht, përgjithësisht besohet se mekanizmi i degradimit tejzanor është për shkak të efektit të forcës dhe presionit të lartë kur flluska e kavitacionit shpërthen, dhe pjesa tjetër e degradimit mund të jetë për shkak të efektit të nxehtësisë.Në kushte të caktuara, ultratingulli i fuqisë gjithashtu mund të fillojë polimerizimin.Rrezatimi i fortë me ultratinguj mund të fillojë kopolimerizimin e alkoolit polivinil dhe akrilonitrilit për të përgatitur kopolimerët bllok, dhe kopolimerizimin e polivinil acetatit dhe oksidit të polietilenit për të formuar kopolimerë të shartuar.

4. Teknologji e re e reaksioneve kimike e përmirësuar nga fusha tejzanor

Kombinimi i teknologjisë së re të reaksioneve kimike dhe përmirësimit të fushës tejzanor është një tjetër drejtim potencial zhvillimi në fushën e kimisë tejzanor.Për shembull, lëngu superkritik përdoret si medium, dhe fusha ultrasonike përdoret për të forcuar reaksionin katalitik.Për shembull, lëngu superkritik ka densitet të ngjashëm me lëngun dhe viskozitetin dhe koeficientin e difuzionit të ngjashëm me gazin, gjë që e bën shpërbërjen e tij të barabartë me lëngun dhe kapacitetin e tij të transferimit të masës të barabartë me gazin.Çaktivizimi i katalizatorit heterogjen mund të përmirësohet duke përdorur vetitë e tretshmërisë dhe difuzionit të mirë të lëngut superkritik, por padyshim është qershia mbi tortë nëse fusha ultrasonike mund të përdoret për ta forcuar atë.Vala goditëse dhe mikrojeti i gjeneruar nga kavitacioni tejzanor jo vetëm që mund të përmirësojnë shumë lëngun superkritik për të tretur disa substanca që çojnë në çaktivizimin e katalizatorit, luajnë rolin e desorbimit dhe pastrimit dhe mbajnë katalizatorin aktiv për një kohë të gjatë, por gjithashtu luajnë Roli i nxitjes, i cili mund të shpërndajë sistemin e reaksionit dhe të bëjë shkallën e transferimit të masës së reaksionit kimik të lëngut superkritik në një nivel më të lartë.Për më tepër, temperatura e lartë dhe presioni i lartë në pikën lokale të formuar nga kavitacioni tejzanor do të jenë të favorshme për plasaritjen e reaktantëve në radikale të lira dhe do të përshpejtojnë shumë shkallën e reagimit.Aktualisht, ka shumë studime mbi reaksionin kimik të lëngut superkritik, por pak studime për rritjen e një reaksioni të tillë nga fusha tejzanor.

5. aplikimi i ultrazërit me fuqi të lartë në prodhimin e bionaftë

Çelësi për përgatitjen e bionaftë është transesterifikimi katalitik i glicerideve të acideve yndyrore me metanol dhe alkoole të tjera me karbon të ulët.Ultratingulli padyshim mund të forcojë reaksionin e transesterifikimit, veçanërisht për sistemet e reagimit heterogjen, ai mund të përmirësojë ndjeshëm efektin e përzierjes (emulsifikimit) dhe të nxisë reaksionin e kontaktit molekular indirekt, në mënyrë që reagimi fillimisht të kërkohet të kryhet në kushte të temperaturës së lartë (presionit të lartë). mund të përfundojë në temperaturën e dhomës (ose afër temperaturës së dhomës), dhe të shkurtojë kohën e reagimit.Vala tejzanor nuk përdoret vetëm në procesin e transesterifikimit, por edhe në ndarjen e përzierjes së reaksionit.Studiuesit nga Universiteti Shtetëror i Misisipit në Shtetet e Bashkuara përdorën përpunimin me ultratinguj në prodhimin e bionaftë.Rendimenti i bionaftë kaloi 99% brenda 5 minutave, ndërsa sistemi konvencional i reaktorit të serisë mori më shumë se 1 orë.