ულტრაბგერის ადრეული გამოყენება ბიოქიმიაში უნდა იყოს უჯრედის კედლის დაშლა ულტრაბგერითი მისი შინაარსის გასათავისუფლებლად.შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ დაბალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი შეიძლება ხელი შეუწყოს ბიოქიმიური რეაქციის პროცესს.მაგალითად, თხევადი საკვები ბაზის ულტრაბგერითი დასხივებამ შეიძლება გაზარდოს წყალმცენარეების უჯრედების ზრდის ტემპი, რითაც გაზარდოს ამ უჯრედების მიერ წარმოებული ცილის რაოდენობა სამჯერ.

კავიტაციის ბუშტის კოლაფსის ენერგიის სიმკვრივესთან შედარებით, ულტრაბგერითი ხმის ველის ენერგიის სიმკვრივე გაიზარდა ტრილიონჯერ, რამაც გამოიწვია ენერგიის უზარმაზარი კონცენტრაცია;სონოქიმიური ფენომენები და სონოლუმინესცენცია გამოწვეული მაღალი ტემპერატურით და წნევით გამოწვეული კავიტაციის ბუშტებით არის ენერგიისა და მასალის გაცვლის უნიკალური ფორმები სონოქიმიაში.ამრიგად, ულტრაბგერა სულ უფრო მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ქიმიურ მოპოვებაში, ბიოდიზელის წარმოებაში, ორგანულ სინთეზში, მიკრობული მკურნალობა, ტოქსიკური ორგანული დამაბინძურებლების დეგრადაცია, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე და მოსავლიანობა, კატალიზატორის კატალიზური ეფექტურობა, ბიოდეგრადაციის მკურნალობა, ულტრაბგერითი მასშტაბის პრევენცია და მოცილება, ბიოლოგიური უჯრედების დამსხვრევა. დისპერსია და აგლომერაცია და სონოქიმიური რეაქცია.

1. ულტრაბგერითი გაძლიერებული ქიმიური რეაქცია.

ულტრაბგერითი გაძლიერებული ქიმიური რეაქცია.მთავარი მამოძრავებელი ძალა არის ულტრაბგერითი კავიტაცია.კავიტირებული ბუშტის ბირთვის დაშლა წარმოქმნის ადგილობრივ მაღალ ტემპერატურას, მაღალ წნევას და ძლიერ ზემოქმედებას და მიკრო ჭავლს, რაც უზრუნველყოფს ახალ და განსაკუთრებულ ფიზიკურ და ქიმიურ გარემოს ქიმიური რეაქციებისთვის, რომელთა მიღწევაც ძნელია ან შეუძლებელია ნორმალურ პირობებში.

2. ულტრაბგერითი კატალიზური რეაქცია.

როგორც ახალი კვლევის სფერო, ულტრაბგერითი კატალიზური რეაქცია სულ უფრო მეტ ინტერესს იპყრობს.ულტრაბგერის ძირითადი ეფექტები კატალიზურ რეაქციაზე არის:

(1) მაღალი ტემპერატურა და მაღალი წნევა ხელს უწყობს რეაგენტების დაშლას თავისუფალ რადიკალებად და ორვალენტიან ნახშირბადად, რაც ქმნის უფრო აქტიურ რეაქციის სახეობებს;

(2) დარტყმის ტალღას და მიკრო ჭავლს აქვს დეზორბციული და გამწმენდი ეფექტი მყარ ზედაპირზე (როგორიცაა კატალიზატორი), რომელსაც შეუძლია მოხსნას ზედაპირული რეაქციის პროდუქტები ან შუალედური ნივთიერებები და კატალიზატორის ზედაპირის პასივაციის ფენა;

(3) დარტყმის ტალღამ შეიძლება გაანადგუროს რეაგენტის სტრუქტურა

(4) დისპერსიული რეაქტიული სისტემა;

(5) ულტრაბგერითი კავიტაცია ანადგურებს ლითონის ზედაპირს, ხოლო დარტყმითი ტალღა იწვევს ლითონის გისოსის დეფორმაციას და შიდა დაძაბულობის ზონის წარმოქმნას, რაც აუმჯობესებს ლითონის ქიმიურ რეაქციას;

6) ხელი შეუწყოს გამხსნელის შეღწევას მყარში, რათა წარმოქმნას ე.წ.

(7) კატალიზატორის დისპერსიის გასაუმჯობესებლად, ულტრაბგერითი ხშირად გამოიყენება კატალიზატორის მომზადებაში.ულტრაბგერითი გამოსხივებამ შეიძლება გაზარდოს კატალიზატორის ზედაპირის ფართობი, გახადოს აქტიური კომპონენტები უფრო თანაბრად გაფანტოს და გააძლიეროს კატალიზური აქტივობა.

3. ულტრაბგერითი პოლიმერული ქიმია

ულტრაბგერითი დადებითი პოლიმერული ქიმიის გამოყენებამ დიდი ყურადღება მიიპყრო.ულტრაბგერით მკურნალობას შეუძლია მაკრომოლეკულების, განსაკუთრებით მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერების დეგრადაცია.ცელულოზა, ჟელატინი, რეზინი და ცილა შეიძლება დაიშალოს ულტრაბგერითი დამუშავებით.ამჟამად, ზოგადად მიჩნეულია, რომ ულტრაბგერითი დეგრადაციის მექანიზმი გამოწვეულია ძალის მოქმედებით და მაღალი წნევით, როდესაც კავიტაციის ბუშტი აფეთქებს, ხოლო დეგრადაციის სხვა ნაწილი შეიძლება იყოს სითბოს ეფექტის გამო.გარკვეულ პირობებში, დენის ულტრაბგერას ასევე შეუძლია პოლიმერიზაციის დაწყება.ძლიერმა ულტრაბგერითმა დასხივებამ შეიძლება გამოიწვიოს პოლივინილის სპირტისა და აკრილონიტრილის კოპოლიმერიზაცია ბლოკ კოპოლიმერების მოსამზადებლად და პოლივინილაცეტატისა და პოლიეთილენის ოქსიდის კოპოლიმერიზაცია გადანერგვის კოპოლიმერების წარმოქმნით.

4. ახალი ქიმიური რეაქციის ტექნოლოგია გაუმჯობესებულია ულტრაბგერითი ველით

ახალი ქიმიური რეაქციის ტექნოლოგიის და ულტრაბგერითი ველის გაფართოების კომბინაცია არის კიდევ ერთი პოტენციური განვითარების მიმართულება ულტრაბგერითი ქიმიის სფეროში.მაგალითად, სუპერკრიტიკული სითხე გამოიყენება როგორც საშუალო, ხოლო ულტრაბგერითი ველი გამოიყენება კატალიზური რეაქციის გასაძლიერებლად.მაგალითად, სუპერკრიტიკულ სითხეს აქვს სითხის მსგავსი სიმკვრივე და სიბლანტისა და დიფუზიის კოეფიციენტი გაზის მსგავსი, რაც მის დაშლას სითხის ექვივალენტურს ხდის და მასის გადაცემის სიმძლავრეს გაზს.ჰეტეროგენული კატალიზატორის დეაქტივაცია შეიძლება გაუმჯობესდეს სუპერკრიტიკული სითხის კარგი ხსნადობისა და დიფუზიური თვისებების გამოყენებით, მაგრამ ეს უდავოდ არის ნამცხვარი, თუ ულტრაბგერითი ველი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მის გასაძლიერებლად.ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილ დარტყმის ტალღას და მიკრო ჭავლს შეუძლია არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად გააძლიეროს სუპერკრიტიკული სითხე ზოგიერთი ნივთიერების დასაშლელად, რომლებიც იწვევს კატალიზატორის დეაქტივაციას, შეასრულოს დეზორბციისა და გაწმენდის როლი და შეინარჩუნოს კატალიზატორი აქტიური დიდი ხნის განმავლობაში. მორევის როლი, რომელსაც შეუძლია რეაქციის სისტემის დაშლა და სუპერკრიტიკული სითხის ქიმიური რეაქციის მასის გადაცემის სიჩქარე უფრო მაღალ დონეზე.გარდა ამისა, მაღალი ტემპერატურა და მაღალი წნევა ადგილობრივ წერტილში, რომელიც წარმოიქმნება ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად, ხელს შეუწყობს რეაქტიული ნივთიერებების თავისუფალ რადიკალებად დაშლას და მნიშვნელოვნად აჩქარებს რეაქციის სიჩქარეს.ამჟამად, არსებობს მრავალი კვლევა სუპერკრიტიკული სითხის ქიმიურ რეაქციაზე, მაგრამ რამდენიმე კვლევაა ასეთი რეაქციის გაძლიერების შესახებ ულტრაბგერითი ველით.

5. გამოყენება მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ბიოდიზელის წარმოებაში

ბიოდიზელის მომზადების გასაღები არის ცხიმოვანი მჟავების გლიცერიდის კატალიზური ტრანსესტერიფიკაცია მეთანოლით და სხვა დაბალი ნახშირბადის ალკოჰოლებით.ულტრაბგერას აშკარად შეუძლია გააძლიეროს ტრანსესტერიფიკაციის რეაქცია, განსაკუთრებით ჰეტეროგენული რეაქციის სისტემებისთვის, მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააძლიეროს შერევის (ემულსიფიკაციის) ეფექტი და ხელი შეუწყოს არაპირდაპირი მოლეკულური კონტაქტის რეაქციას, ისე რომ რეაქცია თავდაპირველად საჭირო იყო მაღალი ტემპერატურის (მაღალი წნევის) პირობებში. შეიძლება დასრულდეს ოთახის ტემპერატურაზე (ან ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს), და შეამციროს რეაქციის დრო.ულტრაბგერითი ტალღა გამოიყენება არა მხოლოდ ტრანსესტერიფიკაციის პროცესში, არამედ რეაქციის ნარევის გამოყოფისას.შეერთებული შტატების მისისიპის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მკვლევარებმა ბიოდიზელის წარმოებაში გამოიყენეს ულტრაბგერითი დამუშავება.ბიოდიზელის მოსავლიანობამ 5 წუთში გადააჭარბა 99%-ს, ხოლო ჩვეულებრივი პარტიული რეაქტორის სისტემას 1 საათზე მეტი დასჭირდა.