Οι υπέρηχοι έχουν γίνει ένα ερευνητικό κέντρο στον κόσμο λόγω της παραγωγής τους στη μεταφορά μάζας, τη μεταφορά θερμότητας και τις χημικές αντιδράσεις. Με την ανάπτυξη και τη διάδοση του υπερηχητικού εξοπλισμού, έχει σημειωθεί κάποια πρόοδος στη βιομηχανοποίηση στην Ευρώπη και την Αμερική. Η ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας στην Κίνα έχει γίνει μια νέα διεπιστημονική μέθοδος - η ηχοχημεία. Η ανάπτυξή της έχει επηρεαστεί από μεγάλο μέρος της θεωρητικής και εφαρμοσμένης εργασίας.
Το λεγόμενο υπερηχητικό κύμα αναφέρεται γενικά στο ακουστικό κύμα με εύρος συχνοτήτων 20k-10mhz. Η ισχύς εφαρμογής του στον χημικό τομέα προέρχεται κυρίως από την υπερηχητική σπηλαίωση. Με ισχυρό κρουστικό κύμα και μικροεκπομπή με ταχύτητα μεγαλύτερη από 100m/s, η υψηλή κλίση διάτμησης του κρουστικού κύματος και της μικροεκπομπής μπορεί να δημιουργήσει ρίζες υδροξυλίου σε υδατικό διάλυμα. Οι αντίστοιχες φυσικές και χημικές επιδράσεις είναι κυρίως μηχανικές επιδράσεις (ακουστικό κρουστικό κύμα, κρουστικό κύμα, μικροεκπομπή, κ.λπ.), θερμικές επιδράσεις (τοπική υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, συνολική αύξηση της θερμοκρασίας), οπτικές επιδράσεις (ηχοφωταύγεια) και επιδράσεις ενεργοποίησης (οι ρίζες υδροξυλίου παράγονται σε υδατικό διάλυμα). Οι τέσσερις επιδράσεις δεν είναι μεμονωμένες, αλλά αλληλεπιδρούν και προάγουν η μία την άλλη για να επιταχύνουν τη διαδικασία αντίδρασης.
Προς το παρόν, η έρευνα για την εφαρμογή υπερήχων έχει αποδείξει ότι οι υπέρηχοι μπορούν να ενεργοποιήσουν βιολογικά κύτταρα και να προωθήσουν τον μεταβολισμό. Οι υπέρηχοι χαμηλής έντασης δεν θα βλάψουν ολόκληρη τη δομή του κυττάρου, αλλά μπορούν να ενισχύσουν τη μεταβολική δραστηριότητα του κυττάρου, να αυξήσουν τη διαπερατότητα και την επιλεκτικότητα της κυτταρικής μεμβράνης και να προωθήσουν τη βιολογική καταλυτική δράση του ενζύμου. Το υπερηχητικό κύμα υψηλής έντασης μπορεί να μετουσιώσει το ένζυμο, να κάνει το κολλοειδές στο κύτταρο να υποστεί συσσωμάτωση και καθίζηση μετά από ισχυρή ταλάντωση και να υγροποιήσει ή να γαλακτωματοποιήσει το πήκτωμα, με αποτέλεσμα τα βακτήρια να χάσουν τη βιολογική τους δραστηριότητα. Επιπλέον, η στιγμιαία υψηλή θερμοκρασία, η αλλαγή θερμοκρασίας, η στιγμιαία υψηλή πίεση και η αλλαγή πίεσης που προκαλούνται από την υπερηχητική σπηλαίωση θα σκοτώσουν ορισμένα βακτήρια στο υγρό, θα απενεργοποιήσουν τον ιό και ακόμη και θα καταστρέψουν το κυτταρικό τοίχωμα ορισμένων μικρών εμβληματικών οργανισμών. Οι υπέρηχοι υψηλότερης έντασης μπορούν να καταστρέψουν το κυτταρικό τοίχωμα και να απελευθερώσουν τις ουσίες στο κύτταρο. Αυτές οι βιολογικές επιδράσεις ισχύουν επίσης για την επίδραση των υπερήχων στον στόχο. Λόγω της ιδιαιτερότητας της κυτταρικής δομής των φυκιών. Υπάρχει επίσης ένας ειδικός μηχανισμός για την υπερηχητική καταστολή και αφαίρεση των φυκιών, δηλαδή, ο αερόσακος στο κύτταρο των φυκιών χρησιμοποιείται ως πυρήνας σπηλαίωσης της φυσαλίδας σπηλαίωσης και ο αερόσακος σπάει όταν σπάει η φυσαλίδα σπηλαίωσης, με αποτέλεσμα το κύτταρο των φυκιών να χάνει την ικανότητα ελέγχου της επίπλευσης.
Ώρα δημοσίευσης: 01 Σεπτεμβρίου 2022