超聲空化的應(yīng)用

1、超聲空化的應(yīng)用空化原理通常指存在于液體中的微小氣泡(空化核)在超聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)、生長(zhǎng)并不斷聚集聲場(chǎng)能量，當(dāng)能量達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)，空化氣泡急劇崩潰閉合的過(guò)程?？栈瘧?yīng)用 生物效應(yīng) 醫(yī)學(xué)效應(yīng) 超聲化學(xué) 超聲清洗 對(duì)生物組織和細(xì)胞而言, 低于空化閾的超聲多數(shù)無(wú)有害作用, 不少情況下, 還是有益的。但當(dāng)超聲空化氣泡出現(xiàn)時(shí), 則絕大多數(shù)情況下是有害的。如用無(wú)空化的兆赫級(jí)頻率的超聲, 對(duì)金魚(yú)、大鱗副泥鰍及中華鮮的受精卵進(jìn)行照射, 縮短了孵化期. 提高了成活率,并且化魚(yú)后懾食及抗災(zāi)能力均明顯提高。然而, 一但產(chǎn)生空化, 細(xì)胞被破壞, 魚(yú)卵立即死亡。團(tuán)隊(duì) 在超聲治療中, 空化多數(shù)是有益的。如利用空化對(duì)軟組織病變

2、進(jìn)行無(wú)血切割的“ 超聲手術(shù)刀” ; 利用脂肪乳化進(jìn)行減肥美容的“ 超聲人體雕塑器” ; 利用聚焦沖擊波粉碎腎結(jié)石的“體外聲能碎石機(jī)” ; 以及超聲潔牙、摻藥、殺菌、消毒等等。但在超聲診斷中, 由于空化可能損傷或改變生物組織的性質(zhì), 因而絕大多數(shù)情況下是有害的。 超聲化學(xué)的主要內(nèi)容是利用超聲空化能量啟開(kāi)或加速化學(xué)反應(yīng)速度, 提高化學(xué)產(chǎn)額。如已發(fā)現(xiàn), 超聲空化作用于烯烴加氫反應(yīng)中的鎳粉催化劑, 可使反應(yīng)速度提高100萬(wàn)倍。在難以活化的多相體系中, 超聲空化可以把有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物添加到無(wú)機(jī)固體基質(zhì)的原子層中, 使添加速度提高200倍, 從而改善后者的光學(xué)或電學(xué)性質(zhì)。 超聲清洗的機(jī)制在于超聲波振動(dòng)產(chǎn)生

3、的空化作用, 同時(shí)能促進(jìn)清洗液與污物的物理、化學(xué)反應(yīng), 對(duì)污物起有機(jī)械剝落作用。超聲清洗的特點(diǎn):速度快、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化, 特別適宜清洗表面形狀復(fù)雜的細(xì)致清洗 超聲的應(yīng)用要受到超聲本身特點(diǎn)的限制。比如: 超聲能量隨頻率增長(zhǎng)而衰減,使高頻和遠(yuǎn)距離形成一對(duì)矛盾。聲波的非線性也在一定程度上限制了高能量的遠(yuǎn)距離傳播。聲波在稀薄空氣和真空中更難以存在等都限制了超聲的應(yīng)用。 另一方面,聲波對(duì)介質(zhì)中不均勻性的敏感是可用之處,但介質(zhì)不均勻有時(shí)會(huì)導(dǎo)致過(guò)分復(fù)雜情況,限制了研究。此外,還有一些其他局限性,這些是不可忽視因素,如何克服不利因素,將它轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣蛩?也是超聲研究者的基本任務(wù)之一 隨著換能器研究的發(fā)展,特別是新型換能器的出現(xiàn),會(huì)帶來(lái)超聲應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。超聲換能器的作用是將超聲頻電磁能轉(zhuǎn)換為超聲頻機(jī)械振動(dòng)從而產(chǎn)生超聲,或者是將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為超聲頻電信號(hào),然后判斷其含有的信息。 超聲與相關(guān)學(xué)科的結(jié)合將會(huì)促進(jìn)超聲的應(yīng)用。超聲與化學(xué)學(xué)科的結(jié)合是近來(lái)較為活