बायोकेमिस्ट्रीमध्ये अल्ट्रासाऊंडचा प्रारंभिक वापर अल्ट्रासाऊंडने सेलची भिंत फोडून त्यातील सामग्री सोडणे आवश्यक आहे.त्यानंतरच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की कमी-तीव्रतेचा अल्ट्रासाऊंड जैवरासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रियेस प्रोत्साहन देऊ शकतो.उदाहरणार्थ, लिक्विड न्यूट्रिएंट बेसचे प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) विकिरणाने अल्गल पेशींच्या वाढीचा दर वाढू शकतो, अशा प्रकारे या पेशींद्वारे उत्पादित प्रथिनांचे प्रमाण तीन पटीने वाढू शकते.

पोकळ्या निर्माण होणे बबल कोसळण्याच्या उर्जेच्या घनतेच्या तुलनेत, अल्ट्रासोनिक ध्वनी क्षेत्राची उर्जा घनता ट्रिलियन वेळा वाढविली गेली आहे, परिणामी ऊर्जेचे प्रचंड एकाग्रता होते;सोनोकेमिकल इंद्रियगोचर आणि उच्च तापमान आणि पोकळ्या निर्माण होणाऱ्या बुडबुड्यांमुळे निर्माण होणारा सोनोल्युमिनेसेन्स हे सोनोकेमिस्ट्रीमधील ऊर्जा आणि भौतिक देवाणघेवाणचे अद्वितीय प्रकार आहेत.म्हणून, अल्ट्रासाऊंड रासायनिक निष्कर्षण, बायोडिझेल उत्पादन, सेंद्रिय संश्लेषण, सूक्ष्मजीव उपचार, विषारी सेंद्रिय प्रदूषकांचे ऱ्हास, रासायनिक अभिक्रिया गती आणि उत्पन्न, उत्प्रेरकांची उत्प्रेरक कार्यक्षमता, बायोडिग्रेडेशन उपचार, अल्ट्रासोनिक स्केल प्रतिबंध आणि काढून टाकणे, जैविक सेल क्रश करणे यामध्ये वाढत्या प्रमाणात महत्त्वाची भूमिका बजावते. , फैलाव आणि एकत्रीकरण, आणि सोनोकेमिकल प्रतिक्रिया.

1. प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) वर्धित रासायनिक प्रतिक्रिया.

अल्ट्रासाऊंड वर्धित रासायनिक प्रतिक्रिया.मुख्य प्रेरक शक्ती अल्ट्रासोनिक पोकळ्या निर्माण होणे आहे.कॅव्हिटेटिंग बबल कोरच्या संकुचिततेमुळे स्थानिक उच्च तापमान, उच्च दाब आणि मजबूत प्रभाव आणि सूक्ष्म जेट तयार होते, जे सामान्य परिस्थितीत साध्य करणे कठीण किंवा अशक्य असलेल्या रासायनिक अभिक्रियांसाठी नवीन आणि अतिशय विशेष भौतिक आणि रासायनिक वातावरण प्रदान करते.

2. प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) उत्प्रेरक प्रतिक्रिया.

नवीन संशोधन क्षेत्र म्हणून, प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) उत्प्रेरक प्रतिक्रिया अधिक आणि अधिक स्वारस्य आकर्षित केले आहे.उत्प्रेरक प्रतिक्रियेवर अल्ट्रासाऊंडचे मुख्य परिणाम आहेत:

(१) उच्च तापमान आणि उच्च दाब रिॲक्टंट्सच्या मुक्त रॅडिकल्स आणि डायव्हॅलेंट कार्बनमध्ये क्रॅक करण्यास अनुकूल आहेत, अधिक सक्रिय प्रतिक्रिया प्रजाती तयार करतात;

(२) शॉक वेव्ह आणि मायक्रो जेटमध्ये घन पृष्ठभागावर (जसे की उत्प्रेरक) डिसॉर्प्शन आणि साफसफाईचे प्रभाव असतात, जे पृष्ठभागावरील प्रतिक्रिया उत्पादने किंवा मध्यवर्ती आणि उत्प्रेरक पृष्ठभाग पॅसिव्हेशन लेयर काढून टाकू शकतात;

(३) शॉक वेव्ह रिॲक्टंट संरचना नष्ट करू शकते

(4) विखुरलेली अभिक्रिया प्रणाली;

(5) प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) पोकळ्या निर्माण होणे धातूच्या पृष्ठभागाची झीज करते, आणि शॉक वेव्हमुळे धातूची जाळी विकृत होते आणि अंतर्गत ताण झोन तयार होतो, ज्यामुळे धातूची रासायनिक अभिक्रिया क्रिया सुधारते;

6) तथाकथित समावेशन प्रतिक्रिया निर्माण करण्यासाठी सॉलिडमध्ये प्रवेश करण्यासाठी सॉल्व्हेंटला प्रोत्साहन द्या;

(7) उत्प्रेरक च्या फैलाव सुधारण्यासाठी, प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) अनेकदा उत्प्रेरक तयार करण्यासाठी वापरले जाते.प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) विकिरण उत्प्रेरकाच्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढवू शकते, सक्रिय घटक अधिक समान रीतीने पसरवू शकतात आणि उत्प्रेरक क्रियाकलाप वाढवू शकतात.

3. प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) पॉलिमर रसायनशास्त्र

प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) पॉझिटिव्ह पॉलिमर रसायनशास्त्राच्या अनुप्रयोगाने व्यापक लक्ष वेधले आहे.प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) उपचाराने मॅक्रोमोलेक्यूल्स, विशेषत: उच्च आण्विक वजन पॉलिमर खराब होऊ शकतात.सेल्युलोज, जिलेटिन, रबर आणि प्रथिने अल्ट्रासोनिक उपचाराने खराब होऊ शकतात.सध्या, सामान्यतः असे मानले जाते की प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) डिग्रेडेशन मेकॅनिझम हे पोकळ्या निर्माण करणारा फुगा फुटताना बलाच्या प्रभावामुळे आणि उच्च दाबामुळे होते आणि ऱ्हासाचा दुसरा भाग उष्णतेच्या प्रभावामुळे असू शकतो.काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, पॉवर अल्ट्रासाऊंड देखील पॉलिमरायझेशन सुरू करू शकते.मजबूत अल्ट्रासाऊंड इरॅडिएशन ब्लॉक कॉपॉलिमर तयार करण्यासाठी पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल आणि ऍक्रिलोनिट्रिलचे कॉपॉलिमरायझेशन सुरू करू शकते आणि ग्राफ्ट कॉपॉलिमर तयार करण्यासाठी पॉलीव्हिनिल एसीटेट आणि पॉलीथिलीन ऑक्साईडचे कॉपोलिमरायझेशन सुरू करू शकते.

4. अल्ट्रासोनिक फील्डद्वारे वर्धित नवीन रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्रज्ञान

नवीन रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्रज्ञान आणि प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) फील्ड वर्धितपणाचे संयोजन ही अल्ट्रासोनिक रसायनशास्त्राच्या क्षेत्रातील आणखी एक संभाव्य विकासाची दिशा आहे.उदाहरणार्थ, सुपरक्रिटिकल द्रवपदार्थाचा वापर माध्यम म्हणून केला जातो आणि उत्प्रेरक प्रतिक्रिया मजबूत करण्यासाठी अल्ट्रासोनिक फील्डचा वापर केला जातो.उदाहरणार्थ, सुपरक्रिटिकल फ्लुइडची घनता द्रवासारखीच असते आणि चिकटपणा आणि प्रसार गुणांक वायूसारखा असतो, ज्यामुळे त्याचे विघटन द्रव आणि त्याची वस्तुमान हस्तांतरण क्षमता वायूच्या समतुल्य होते.सुपरक्रिटिकल द्रवपदार्थाची चांगली विद्राव्यता आणि प्रसार गुणधर्म वापरून विषम उत्प्रेरकाचे निष्क्रियीकरण सुधारले जाऊ शकते, परंतु अल्ट्रासोनिक फील्ड मजबूत करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो तर हे केकवरील आयसिंग आहे यात शंका नाही.प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) पोकळ्या निर्माण करणाऱ्या शॉक वेव्ह आणि मायक्रो जेटमुळे उत्प्रेरक निष्क्रियीकरणास कारणीभूत असलेले काही पदार्थ विरघळण्यासाठी सुपरक्रिटिकल द्रवपदार्थ केवळ मोठ्या प्रमाणात वाढू शकत नाहीत, डिसॉर्प्शन आणि साफसफाईची भूमिका निभावतात आणि उत्प्रेरक दीर्घकाळ सक्रिय ठेवतात, परंतु ते देखील कार्य करतात. ढवळण्याची भूमिका, जी प्रतिक्रिया प्रणालीला विखुरते आणि सुपरक्रिटिकल द्रवपदार्थ रासायनिक अभिक्रियेचा वस्तुमान हस्तांतरण दर उच्च पातळीवर आणू शकते.याव्यतिरिक्त, प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) पोकळ्या निर्माण झालेल्या स्थानिक बिंदूवर उच्च तापमान आणि उच्च दाब हे मुक्त रॅडिकल्समध्ये अभिक्रियाकांच्या क्रॅकिंगसाठी अनुकूल असेल आणि प्रतिक्रिया दर मोठ्या प्रमाणात वाढवेल.सध्या, सुपरक्रिटिकल द्रवपदार्थाच्या रासायनिक अभिक्रियावर बरेच अभ्यास आहेत, परंतु अल्ट्रासोनिक फील्डद्वारे अशा प्रतिक्रिया वाढविण्यावर काही अभ्यास आहेत.

5. बायोडिझेल उत्पादनात उच्च-शक्ती अल्ट्रासोनिकचा वापर

बायोडिझेल तयार करण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे मेथनॉल आणि इतर कमी-कार्बन अल्कोहोलसह फॅटी ऍसिड ग्लिसराइडचे उत्प्रेरक ट्रान्सस्टेरिफिकेशन.अल्ट्रासाऊंड स्पष्टपणे ट्रान्सस्टरिफिकेशन प्रतिक्रिया मजबूत करू शकते, विशेषत: विषम प्रतिक्रिया प्रणालींसाठी, ते मिश्रण (इमल्सिफिकेशन) प्रभाव लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते आणि अप्रत्यक्ष आण्विक संपर्क प्रतिक्रियेला प्रोत्साहन देऊ शकते, जेणेकरून प्रतिक्रिया मूळतः उच्च तापमान (उच्च दाब) परिस्थितीत चालते. खोलीच्या तपमानावर (किंवा खोलीच्या तपमानाच्या जवळ) पूर्ण केले जाऊ शकते आणि प्रतिक्रिया वेळ कमी करा.प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) लाटाचा वापर केवळ ट्रान्सस्टरिफिकेशन प्रक्रियेतच होत नाही तर प्रतिक्रिया मिश्रणाच्या पृथक्करणामध्ये देखील केला जातो.युनायटेड स्टेट्समधील मिसिसिपी स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी बायोडिझेलच्या उत्पादनात अल्ट्रासोनिक प्रक्रियेचा वापर केला.बायोडिझेलचे उत्पादन 5 मिनिटांत 99% पेक्षा जास्त झाले, तर पारंपारिक बॅच अणुभट्टी प्रणालीला 1 तासापेक्षा जास्त वेळ लागला.