声处理与超声处理技术
声处理与超声处理技术 声处理运用20赫兹至20千赫兹的可听声波,超声处理使用频率高于20千赫兹的超声波,二者核心原理都是声空化效应。声波在液体介质中传播,形成高低压区域,低压区气泡生成,高压区气泡崩溃,产生局部高温、高压、冲击波和高速微射流,实现细胞结构破坏、团聚体打散和传质效率提升。 在化学合成方面,超声处理加速化学反应,助力纳米颗粒均匀成核与生长,提高产率,增强金属离子与有机配体相互作用,合成优质金属有机骨架化合物材料,还能破碎固体反应物,提升其溶解度;在萃取过程中,超声辅助萃取技术通过破坏植物细胞壁,增强传质,实现多酚、黄酮类化合物和精油等生物活性物质的高效提取,相比索氏提取,该技术提取率更高、耗时更短、溶剂消耗更少。 细胞裂解过程中,超声波的冲击波能破坏细菌、酵母和哺乳动物细胞的细胞膜,释放细胞内物质,服务于蛋白质纯化、DNA提取和酶分离等工作;声孔效应借助超声波与造影剂或微泡,在细胞膜上形成暂时微孔,实现药物、基因和纳米颗粒向细胞内的递送,在基因治疗和靶向药物递送方面潜力巨大。 纳米材料制备时,声处理和超声处理能控制纳米颗粒尺寸和形状,防止金纳米颗粒团聚,还可剥离石墨制备石墨烯纳米片;在复合材料制备过程中,声处理能打破碳纳米管等填料的团聚体,使其均匀分散在聚合物基体中,提升复合材料的力学性能和导电性能。 未来,声处理和超声处理技术有望在环境科学领域用于污水处理和污染物降解,在食品工业领域助力食品加工和保鲜,通过与人工智能、机器学习技术结合,还能实现对超声处理过程的精准控制,拓展应用范围。 联系电话:18918712959