Ultrazvuk je postao žarište istraživanja u svijetu zbog svoje primjene u prijenosu mase, prijenosu topline i kemijskim reakcijama. Razvojem i popularizacijom ultrazvučne opreme postignut je određeni napredak u industrijalizaciji u Europi i Americi. Razvoj znanosti i tehnologije u Kini postao je nova interdisciplinarna grana - sonokemija. Na njegov razvoj utjecao je velik rad u teoriji i primjeni.

Takozvani ultrazvučni val općenito se odnosi na akustični val s frekvencijskim rasponom od 20k-10mhz. Njegova primjena u kemijskom području uglavnom dolazi od ultrazvučne kavitacije. S jakim udarnim valom i mikromlazom s brzinom većom od 100m/s, visoki gradijent smicanja udarnog vala i mikromlaza može generirati hidroksilne radikale u vodenoj otopini. Odgovarajući fizički i kemijski učinci su uglavnom mehanički učinci (akustični udar, udarni val, mikromlaz itd.), toplinski učinci (lokalna visoka temperatura i visoki tlak, ukupni porast temperature), optički učinci (sonoluminiscencija) i učinci aktivacije (hidroksilni radikali nastaju u vodenoj otopini). Četiri učinka nisu izolirana, već međusobno djeluju i potiču jedan drugoga kako bi ubrzali proces reakcije.

Trenutna istraživanja primjene ultrazvuka dokazala su da ultrazvuk može aktivirati biološke stanice i potaknuti metabolizam. Ultrazvuk niskog intenziteta neće oštetiti cijelu strukturu stanice, ali može poboljšati metaboličku aktivnost stanice, povećati propusnost i selektivnost stanične membrane te potaknuti biološku katalitičku aktivnost enzima. Ultrazvučni val visokog intenziteta može denaturirati enzim, uzrokovati flokulaciju i sedimentaciju koloida u stanici nakon jakih oscilacija te ukapljiti ili emulgirati gel, čime bakterije gube biološku aktivnost. Osim toga, trenutno visoka temperatura, promjena temperature, trenutni visoki tlak i promjena tlaka uzrokovane ultrazvučnom kavitacijom ubit će neke bakterije u tekućini, inaktivirati virus, pa čak i uništiti staničnu stijenku nekih malih organizama. Ultrazvuk većeg intenziteta može uništiti staničnu stijenku i osloboditi tvari u stanici. Ovi biološki učinci primjenjivi su i na učinak ultrazvuka na metu zbog specifičnosti strukture algi. Postoji i poseban mehanizam za ultrazvučno suzbijanje i uklanjanje algi, odnosno zračni jastuk u stanici algi koristi se kao kavitacijska jezgra kavitacijskog mjehurića, a zračni jastuk se razbija kada se kavitacijski mjehurić razbije, što rezultira gubitkom sposobnosti stanice algi da kontrolira plutanje.


Vrijeme objave: 01.09.2022.