ബയോകെമിസ്ട്രിയിൽ അൾട്രാസൗണ്ടിന്റെ ആദ്യകാല പ്രയോഗം അൾട്രാസൗണ്ട് ഉപയോഗിച്ച് കോശഭിത്തി തകർത്ത് അതിലെ ഉള്ളടക്കങ്ങൾ പുറത്തുവിടുക എന്നതായിരിക്കണം. തുടർന്നുള്ള പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് കുറഞ്ഞ തീവ്രതയുള്ള അൾട്രാസൗണ്ട് ബയോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമെന്നാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ദ്രാവക പോഷക അടിത്തറയുടെ അൾട്രാസോണിക് വികിരണം ആൽഗൽ കോശങ്ങളുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കും, അങ്ങനെ ഈ കോശങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രോട്ടീന്റെ അളവ് മൂന്ന് മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കും.

കാവിറ്റേഷൻ ബബിൾ തകർച്ചയുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അൾട്രാസോണിക് ശബ്ദ മണ്ഡലത്തിന്റെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ട്രില്യൺ കണക്കിന് മടങ്ങ് വർദ്ധിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഊർജ്ജത്തിന്റെ വലിയ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമായി; കാവിറ്റേഷൻ ബബിളുകൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയും മർദ്ദവും മൂലമുണ്ടാകുന്ന സോണോകെമിക്കൽ പ്രതിഭാസങ്ങളും സോണോലുമിനെസെൻസും സോണോകെമിസ്ട്രിയിലെ ഊർജ്ജത്തിന്റെയും ഭൗതിക കൈമാറ്റത്തിന്റെയും സവിശേഷ രൂപങ്ങളാണ്. അതിനാൽ, കെമിക്കൽ എക്സ്ട്രാക്ഷൻ, ബയോഡീസൽ ഉത്പാദനം, ഓർഗാനിക് സിന്തസിസ്, സൂക്ഷ്മജീവ ചികിത്സ, വിഷ ജൈവ മലിനീകരണ വസ്തുക്കളുടെ ഡീഗ്രഡേഷൻ, രാസപ്രവർത്തന വേഗതയും വിളവും, കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് കാര്യക്ഷമത, ബയോഡീഗ്രഡേഷൻ ചികിത്സ, അൾട്രാസോണിക് സ്കെയിൽ പ്രതിരോധവും നീക്കംചെയ്യലും, ബയോളജിക്കൽ സെൽ ക്രഷിംഗ്, ഡിസ്പർഷൻ, അഗ്ലോമറേഷൻ, സോണോകെമിക്കൽ പ്രതികരണം എന്നിവയിൽ അൾട്രാസൗണ്ട് വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

1. അൾട്രാസോണിക് മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാസപ്രവർത്തനം.

അൾട്രാസൗണ്ട് മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാസപ്രവർത്തനം. പ്രധാന ചാലകശക്തി അൾട്രാസോണിക് കാവിറ്റേഷനാണ്. കാവിറ്റേറ്റിംഗ് ബബിൾ കോറിന്റെ തകർച്ച പ്രാദേശിക ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന മർദ്ദം, ശക്തമായ ആഘാതം, മൈക്രോ ജെറ്റ് എന്നിവ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ കൈവരിക്കാൻ പ്രയാസകരമോ അസാധ്യമോ ആയ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് പുതിയതും വളരെ സവിശേഷവുമായ ഒരു ഭൗതിക, രാസ അന്തരീക്ഷം നൽകുന്നു.

2. അൾട്രാസോണിക് കാറ്റലറ്റിക് പ്രതികരണം.

ഒരു പുതിയ ഗവേഷണ മേഖല എന്ന നിലയിൽ, അൾട്രാസോണിക് കാറ്റലറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനം കൂടുതൽ കൂടുതൽ താൽപ്പര്യം ആകർഷിച്ചു. അൾട്രാസൗണ്ട് ഉൽപ്രേരക പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ ചെലുത്തുന്ന പ്രധാന ഫലങ്ങൾ ഇവയാണ്:

(1) ഉയർന്ന താപനിലയും ഉയർന്ന മർദ്ദവും പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഫ്രീ റാഡിക്കലുകളിലേക്കും ഡൈവാലന്റ് കാർബണിലേക്കും വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ സജീവമായ പ്രതിപ്രവർത്തന സ്പീഷീസുകളെ രൂപപ്പെടുത്തുന്നു;

(2) ഷോക്ക് വേവ്, മൈക്രോ ജെറ്റ് എന്നിവയ്ക്ക് ഖര പ്രതലങ്ങളിൽ (ഉദാഹരണത്തിന് കാറ്റലിസ്റ്റ്) ഡീസോർപ്ഷൻ, ക്ലീനിംഗ് ഇഫക്റ്റുകൾ ഉണ്ട്, ഇത് ഉപരിതല പ്രതിപ്രവർത്തന ഉൽപ്പന്നങ്ങളോ ഇടനിലക്കാരോ കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപരിതല പാസിവേഷൻ പാളിയോ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും;

(3) ഷോക്ക് വേവ് റിയാക്ടന്റ് ഘടനയെ നശിപ്പിച്ചേക്കാം

(4) ചിതറിക്കിടക്കുന്ന റിയാക്ടന്റ് സിസ്റ്റം;

(5) അൾട്രാസോണിക് കാവിറ്റേഷൻ ലോഹ പ്രതലത്തെ നശിപ്പിക്കുന്നു, ഷോക്ക് തരംഗം ലോഹ ലാറ്റിസിന്റെ രൂപഭേദം വരുത്തുകയും ആന്തരിക സ്ട്രെയിൻ സോണിന്റെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ലോഹത്തിന്റെ രാസപ്രവർത്തന പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു;

6) ഉൾപ്പെടുത്തൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നതിന് ലായകത്തെ ഖരവസ്തുവിലേക്ക് തുളച്ചുകയറാൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുക;

(7) ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ വ്യാപനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ തയ്യാറെടുപ്പിൽ അൾട്രാസോണിക് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. അൾട്രാസോണിക് വികിരണത്തിന് ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, സജീവ ഘടകങ്ങൾ കൂടുതൽ തുല്യമായി ചിതറാനും, ഉൽപ്രേരക പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും.

3. അൾട്രാസോണിക് പോളിമർ കെമിസ്ട്രി

അൾട്രാസോണിക് പോസിറ്റീവ് പോളിമർ കെമിസ്ട്രിയുടെ പ്രയോഗം വ്യാപകമായ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. അൾട്രാസോണിക് ചികിത്സയ്ക്ക് മാക്രോമോളിക്യൂളുകളെ, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന മോളിക്യുലാർ വെയ്റ്റ് പോളിമറുകളെ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അൾട്രാസോണിക് ചികിത്സയിലൂടെ സെല്ലുലോസ്, ജെലാറ്റിൻ, റബ്ബർ, പ്രോട്ടീൻ എന്നിവയെ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. നിലവിൽ, കാവിറ്റേഷൻ ബബിൾ പൊട്ടിത്തെറിക്കുമ്പോൾ ബലത്തിന്റെയും ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിന്റെയും ഫലമായാണ് അൾട്രാസോണിക് ഡീഗ്രഡേഷൻ സംവിധാനം ഉണ്ടാകുന്നതെന്ന് പൊതുവെ വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഡീഗ്രഡേഷന്റെ മറ്റൊരു ഭാഗം താപത്തിന്റെ പ്രഭാവം മൂലമാകാം. ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ, പവർ അൾട്രാസൗണ്ടിനും പോളിമറൈസേഷൻ ആരംഭിക്കാൻ കഴിയും. ശക്തമായ അൾട്രാസൗണ്ട് വികിരണം ബ്ലോക്ക് കോപോളിമറുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ പോളി വിനൈൽ ആൽക്കഹോൾ, അക്രിലോണിട്രൈൽ എന്നിവയുടെ കോപോളിമറൈസേഷനും, ഗ്രാഫ്റ്റ് കോപോളിമറുകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ പോളി വിനൈൽ അസറ്റേറ്റ്, പോളിയെത്തിലീൻ ഓക്സൈഡ് എന്നിവയുടെ കോപോളിമറൈസേഷനും ആരംഭിക്കും.

4. അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡ് മെച്ചപ്പെടുത്തിയ പുതിയ രാസപ്രവർത്തന സാങ്കേതികവിദ്യ

പുതിയ കെമിക്കൽ റിയാക്ഷൻ ടെക്നോളജിയുടെയും അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡ് എൻഹാൻസ്മെന്റിന്റെയും സംയോജനം അൾട്രാസോണിക് കെമിസ്ട്രി മേഖലയിലെ മറ്റൊരു സാധ്യതയുള്ള വികസന ദിശയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ഫ്ലൂയിഡ് മാധ്യമമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡ് കാറ്റലറ്റിക് റിയാക്ഷൻ ശക്തിപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ഫ്ലൂയിഡിന് ദ്രാവകത്തിന് സമാനമായ സാന്ദ്രതയും വാതകത്തിന് സമാനമായ വിസ്കോസിറ്റി, ഡിഫ്യൂഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ഉണ്ട്, ഇത് അതിന്റെ ലയനം ദ്രാവകത്തിന് തുല്യമാക്കുകയും അതിന്റെ പിണ്ഡ കൈമാറ്റ ശേഷി വാതകത്തിന് തുല്യമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ നല്ല ലയിക്കുന്നതും വ്യാപന ഗുണങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് വൈവിധ്യമാർന്ന കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ നിർജ്ജീവമാക്കൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, പക്ഷേ അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡ് അതിനെ ശക്തിപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കാമെങ്കിൽ അത് കേക്കിലെ ഐസിംഗാണ്. അൾട്രാസോണിക് കാവിറ്റേഷൻ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഷോക്ക് വേവും മൈക്രോ ജെറ്റും സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തെ കാറ്റലിസ്റ്റ് നിർജ്ജീവമാക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്ന ചില പദാർത്ഥങ്ങളെ ലയിപ്പിക്കുന്നതിനും, ഡിസോർപ്ഷന്റെയും ക്ലീനിംഗിന്റെയും പങ്ക് വഹിക്കുന്നതിനും, ദീർഘനേരം കാറ്റലിസ്റ്റിനെ സജീവമായി നിലനിർത്തുന്നതിനും സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തെ വളരെയധികം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ മാത്രമല്ല, പ്രതികരണ സംവിധാനത്തെ ചിതറിക്കാനും സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവക രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പിണ്ഡ കൈമാറ്റ നിരക്ക് ഉയർന്ന തലത്തിലേക്ക് മാറ്റാനും കഴിയും. കൂടാതെ, അൾട്രാസോണിക് കാവിറ്റേഷൻ വഴി രൂപപ്പെടുന്ന ലോക്കൽ പോയിന്റിലെ ഉയർന്ന താപനിലയും ഉയർന്ന മർദ്ദവും റിയാക്ടന്റുകളെ ഫ്രീ റാഡിക്കലുകളായി വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായകമാവുകയും പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് വളരെയധികം ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. നിലവിൽ, സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ രാസപ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് ധാരാളം പഠനങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്, എന്നാൽ അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡ് വഴി അത്തരം പ്രതിപ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾ കുറവാണ്.

5. ബയോഡീസൽ ഉൽപാദനത്തിൽ ഉയർന്ന പവർ അൾട്രാസോണിക് പ്രയോഗം

മെഥനോൾ, മറ്റ് കുറഞ്ഞ കാർബൺ ആൽക്കഹോളുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഫാറ്റി ആസിഡ് ഗ്ലിസറൈഡിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് ട്രാൻസ്‌സ്റ്ററിഫിക്കേഷനാണ് ബയോഡീസൽ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള താക്കോൽ. അൾട്രാസൗണ്ടിന് ട്രാൻസ്‌സ്റ്ററിഫിക്കേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ വ്യക്തമായി ശക്തിപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, പ്രത്യേകിച്ച് വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തന സംവിധാനങ്ങൾക്ക്, ഇത് മിക്സിംഗ് (എമൽസിഫിക്കേഷൻ) പ്രഭാവം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പരോക്ഷ തന്മാത്രാ സമ്പർക്ക പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും, അങ്ങനെ ഉയർന്ന താപനില (ഉയർന്ന മർദ്ദം) സാഹചര്യങ്ങളിൽ ആദ്യം നടത്തേണ്ട പ്രതിപ്രവർത്തനം മുറിയിലെ താപനിലയിൽ (അല്ലെങ്കിൽ മുറിയിലെ താപനിലയ്ക്ക് സമീപം) പൂർത്തിയാക്കാനും പ്രതികരണ സമയം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. ട്രാൻസ്‌സ്റ്ററിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ മാത്രമല്ല, പ്രതികരണ മിശ്രിതത്തിന്റെ വേർതിരിക്കലിലും അൾട്രാസോണിക് തരംഗം ഉപയോഗിക്കുന്നു. യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ മിസിസിപ്പി സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകർ ബയോഡീസൽ ഉൽപാദനത്തിൽ അൾട്രാസോണിക് പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപയോഗിച്ചു. പരമ്പരാഗത ബാച്ച് റിയാക്ടർ സിസ്റ്റം 1 മണിക്കൂറിൽ കൂടുതൽ സമയമെടുത്തപ്പോൾ, ബയോഡീസലിന്റെ വിളവ് 5 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ 99% കവിഞ്ഞു.