Ultrasoon geluid is wereldwijd een onderzoekshotspot geworden dankzij de toepassing ervan in massaoverdracht, warmteoverdracht en chemische reacties. Met de ontwikkeling en popularisering van ultrasone energie-apparatuur is er enige vooruitgang geboekt in de industrialisatie in Europa en Amerika. De ontwikkeling van wetenschap en technologie in China heeft geleid tot een nieuwe interdisciplinaire aanpak: sonochemie. Deze ontwikkeling is beïnvloed door veel theoretisch en praktisch onderzoek.
De zogenaamde ultrasone golf verwijst doorgaans naar de akoestische golf met een frequentiebereik van 20 khz tot 10 MHz. De toepassingsmogelijkheden ervan in de chemische sector komen voornamelijk voort uit ultrasone cavitatie. Bij sterke schokgolven en microjets met snelheden hoger dan 100 m/s kan de hoge gradiëntafschuiving van schokgolven en microjets hydroxylradicalen in waterige oplossingen genereren. De bijbehorende fysische en chemische effecten zijn voornamelijk mechanische effecten (akoestische schok, schokgolf, microjet, enz.), thermische effecten (lokale hoge temperatuur en hoge druk, algehele temperatuurstijging), optische effecten (sonoluminescentie) en activeringseffecten (hydroxylradicalen worden gegenereerd in waterige oplossingen). Deze vier effecten staan niet op zichzelf, maar werken samen en bevorderen elkaar om het reactieproces te versnellen.
Onderzoek naar de toepassing van ultrageluid heeft aangetoond dat ultrageluid biologische cellen kan activeren en de stofwisseling kan bevorderen. Ultrageluid met lage intensiteit beschadigt de volledige celstructuur niet, maar kan de metabolische activiteit van de cel verbeteren, de permeabiliteit en selectiviteit van het celmembraan verhogen en de biologische katalytische activiteit van het enzym bevorderen. Ultrageluid met hoge intensiteit kan het enzym denatureren, ervoor zorgen dat het colloïde in de cel na sterke oscillatie flocculeert en sedimenteert, en de gel vloeibaar maakt of emulgeert, waardoor de bacteriën hun biologische activiteit verliezen. Bovendien zullen de onmiddellijke hoge temperatuur, temperatuurverandering, onmiddellijke hoge druk en drukverandering, veroorzaakt door ultrasone cavitatie, sommige bacteriën in de vloeistof doden, het virus inactiveren en zelfs de celwand van sommige kleine, zeldzame organismen vernietigen. Ultrageluid met hogere intensiteit kan de celwand vernietigen en de stoffen in de cel vrijmaken. Deze biologische effecten zijn ook van toepassing op het effect van ultrageluid op het doel. Dit komt door de specifieke structuur van algencellen. Er is ook een speciaal mechanisme voor het onderdrukken en verwijderen van algen met behulp van ultrasone technologie. Dat wil zeggen dat de airbag in de algencel wordt gebruikt als cavitatiekern van de cavitatiebel. Wanneer de cavitatiebel breekt, breekt de airbag, waardoor de algencel het vermogen verliest om het zweven te beheersen.
Plaatsingstijd: 1 september 2022