Bu chòir a’ chiad chleachdadh a chaidh a dhèanamh de ultrasound ann am bith-cheimigeachd a bhith a’ pronnadh balla nan ceallan le ultrasound gus an susbaint a leigeil ma sgaoil. Tha sgrùdaidhean às dèidh sin air sealltainn gum faod ultrasound ìosal-dian am pròiseas ath-bhualadh bith-cheimiceach adhartachadh. Mar eisimpleir, faodaidh rèididheachd ultrasound de bhunait beathachaidh leaghaidh ìre fàis cheallan algaich a mheudachadh, agus mar sin an ìre de phròtain a bhios na ceallan sin a’ dèanamh a mheudachadh trì uiread.

An coimeas ri dùmhlachd lùtha tuiteam builgean cavitation, tha dùmhlachd lùtha raon fuaim ultrasonach air a mheudachadh le trilleanan de thursan, agus mar thoradh air sin tha dùmhlachd mhòr de lùth ann; Tha iongantas sonochemical agus sonoluminescence air adhbhrachadh le teòthachd agus cuideam àrd air an toirt gu buil le builgeanan cavitation nan cruthan sònraichte de iomlaid lùtha agus stuthan ann an sonochemistry. Mar sin, tha ultrasound a’ cluich pàirt a tha a’ sìor fhàs cudromach ann an às-tharraing ceimigeach, cinneasachadh bith-dìosail, co-chur organach, làimhseachadh meanbh-fhàs-bheairtean, lobhadh truailleadh organach puinnseanta, astar agus toradh ath-bhualadh ceimigeach, èifeachdas catalytic catalytic, làimhseachadh bith-lobhadh, casg agus toirt air falbh sgèile ultrasonic, pronnadh cealla bith-eòlasach, sgaoileadh agus cruinneachadh, agus ath-bhualadh sonochemical.

1. ath-bhualadh ceimigeach leasaichte le ultrasonaig.

Ath-bhualadh ceimigeach leasaichte le ultrasound. Is e cavitation ultrasound am prìomh fheachd dràibhidh. Bidh tuiteam cridhe builgean cavitating ag adhbhrachadh teòthachd àrd ionadail, cuideam àrd agus buaidh làidir agus meanbh-jet, a bheir seachad àrainneachd fiosaigeach is cheimigeach ùr is gu math sònraichte airson ath-bheachdan ceimigeach a tha duilich no do-dhèanta a choileanadh fo chumhachan àbhaisteach.

2. Ath-bhualadh catalaíoch ultrasonach.

Mar raon rannsachaidh ùr, tha barrachd is barrachd ùidh air a bhith ann an ath-bhualadh catalaíoch ultrasonach. Is iad seo na prìomh bhuaidhean a th’ aig ultrasonach air ath-bhualadh catalaíoch:

(1) Tha teòthachd àrd agus cuideam àrd a’ brosnachadh sgàineadh luchd-freagairt gu radicals saor agus gualain dà-bhailteach, a’ cruthachadh gnèithean ath-bhualaidh nas gnìomhaiche;

(2) Bidh buaidhean dì-asbhaidh is glanaidh aig tonn clisgeadh is meanbh-jet air uachdar cruaidh (leithid catalyst), agus faodaidh seo toraidhean no eadar-mheadhanairean ath-bhualadh uachdar agus còmhdach pasivation uachdar catalyst a thoirt air falbh;

(3) Dh’fhaodadh tonn clisgeadh structar an ath-bhualadair a sgrios

(4) Siostam ath-bhualadairean sgapte;

(5) Bidh cavitation ultrasonach a’ bleith uachdar a’ mheatailt, agus bidh an tonn clisgeadh ag adhbhrachadh deformachadh air a’ chliath-mheatailt agus cruthachadh sòn deformachaidh a-staigh, a leasaicheas gnìomhachd ath-bhualadh ceimigeach a’ mheatailt;

6) Brosnaich an fhuasglaiche gus dol a-steach don stuth cruaidh gus an rud ris an canar ath-bhualadh in-ghabhail a thoirt gu buil;

(7) Gus leasachadh a dhèanamh air sgaoileadh an catalyst, bidh ultrasonaig gu tric air a chleachdadh ann an ullachadh an catalyst. Faodaidh rèididheachd ultrasonaig farsaingeachd uachdar an catalyst a mheudachadh, na co-phàirtean gnìomhach a sgaoileadh nas cothromaiche agus gnìomhachd an catalyst a neartachadh.

3. Ceimigeachd poileimeir ultrasonach

Tha cleachdadh ceimigeachd poileimeir dheimhinneach ultrasonach air aire mhòr a tharraing. Faodaidh làimhseachadh ultrasonach macromholacilean a mhilleadh, gu sònraichte poileimeirean le cuideam moileciuil àrd. Faodar ceallalòs, gelatin, rubair agus pròtain a mhilleadh le làimhseachadh ultrasonach. An-dràsta, thathas a’ creidsinn sa chumantas gur ann mar thoradh air buaidh feachd agus cuideam àrd nuair a spreadh am builgean cavitation a tha an dòigh-obrach airson milleadh ultrasonach, agus gum faodadh am pàirt eile den mhilleadh a bhith mar thoradh air buaidh teas. Fo chumhachan sònraichte, faodaidh ultrasonach cumhachd poileimearachadh a thòiseachadh cuideachd. Faodaidh rèididheachd ultrasonach làidir co-phoileimearachadh polyvinyl alcohol agus acrylonitrile a thòiseachadh gus co-phoileimeirean bloc ullachadh, agus co-phoileimearachadh polyvinyl acetate agus polyethylene oxide gus co-phoileimeirean graft a chruthachadh.

4. Teicneòlas ath-bhualadh ceimigeach ùr air a neartachadh le raon ultrasonach

’S e measgachadh de theicneòlas ùr ath-bhualadh ceimigeach agus leasachadh achaidh ultrasonach stiùireadh leasachaidh eile a dh’fhaodadh a bhith ann an raon ceimigeachd ultrasonach. Mar eisimpleir, thathas a’ cleachdadh an lionn supercritical mar mheadhan, agus thathas a’ cleachdadh an achaidh ultrasonach gus an ath-bhualadh catalaíseach a neartachadh. Mar eisimpleir, tha dùmhlachd aig lionn supercritical coltach ri leaghan agus an slaodachd agus an co-èifeachd sgaoilidh coltach ri gas, a tha ga dhèanamh co-ionann ri leaghan agus a chomas gluasaid mais co-ionann ri gas. Faodar dì-ghnìomhachadh catalaís neo-aonghnèitheach a leasachadh le bhith a’ cleachdadh deagh fheartan soluble agus sgaoilidh lionn supercritical, ach gun teagamh tha e na icing air a’ chèic ma ghabhas achadh ultrasonach a chleachdadh gus a neartachadh. Chan e a-mhàin gun urrainn don tonn clisgeadh agus don mhicro-jet a chruthaichear le cavitation ultrasonach an lionn supercritical a leasachadh gu mòr gus cuid de stuthan a sgaoileadh a tha ag adhbhrachadh dì-ghnìomhachadh catalaíseach, pàirt desorption agus glanadh a chluich, agus an catalaíseach a chumail gnìomhach airson ùine mhòr, ach cuideachd pàirt gluasad a chluich, a dh’ fhaodas an siostam ath-bhualadh a sgaoileadh, agus ìre gluasaid mais ath-bhualadh ceimigeach lionn supercritical a dhèanamh gu ìre nas àirde. A bharrachd air sin, bidh an teòthachd àrd agus an cuideam àrd aig a’ phuing ionadail a chruthaichear le cavitation ultrasonach a’ cur ri sgoltadh luchd-freagairt gu radicals saor agus a’ luathachadh an ìre ath-bhualadh gu mòr. An-dràsta, tha mòran sgrùdaidhean ann air ath-bhualadh ceimigeach lionn supercritical, ach glè bheag de sgrùdaidhean air leasachadh ath-bhualadh mar sin le raon ultrasonach.

5. cleachdadh ultrasonaig àrd-chumhachd ann an cinneasachadh bith-dìosail

Is e prìomh dhòigh ullachadh bith-dìosail tar-eistearachadh catalaíoch glyceride searbhag geir le methanol agus alcohols ìosal-charboin eile. Gu follaiseach, faodaidh ultrasound an ath-bhualadh tar-eistearachaidh a neartachadh, gu sònraichte airson siostaman ath-bhualadh heterogeneous, faodaidh e buaidh a’ mheasgachaidh (emulsification) a leasachadh gu mòr agus an ath-bhualadh conaltraidh moileciuil neo-dhìreach adhartachadh, gus an urrainnear an ath-bhualadh a bha riatanach an toiseach a dhèanamh fo chumhachan teòthachd àrd (bruthadh àrd) a chrìochnachadh aig teòthachd an t-seòmair (no faisg air teòthachd an t-seòmair), agus an ùine ath-bhualadh a ghiorrachadh. Chan e a-mhàin gu bheil tonn ultrasonic air a chleachdadh sa phròiseas tar-eistearachaidh, ach cuideachd ann an dealachadh measgachadh ath-bhualadh. Chleachd luchd-rannsachaidh bho Oilthigh Stàite Mississippi anns na Stàitean Aonaichte giullachd ultrasonic ann an cinneasachadh bith-dìosail. Bha toradh bith-dìosail nas àirde na 99% taobh a-staigh 5 mionaidean, agus thug an siostam reactar baidse àbhaisteach barrachd air 1 uair a thìde.