超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。

科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟?lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為20Hz-20000Hz。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱(chēng)為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。

超聲波常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景：

1、細(xì)胞破碎

超聲波破碎細(xì)胞有操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，多用于微生物和組織細(xì)胞破碎。超聲波頻率高于15-20KHz，在菌懸液中形成空化效應(yīng)，使細(xì)胞產(chǎn)生急劇震蕩而導(dǎo)致破裂，用于提取細(xì)胞內(nèi)含物，如：大腸桿菌制備酶等。

 

 

 

2、超聲波化學(xué)合成

超聲波的空化效應(yīng)過(guò)程中，空氣泡產(chǎn)生高達(dá)5000K的高溫，大于200MPa的壓力。這就成為超聲波化學(xué)合成的能量來(lái)源，利用這些能量可以在一些微粒表面合成出納米粒子。

3、超聲波制藥

1)注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷酯類(lèi)和膽固醇和藥水的混合物，經(jīng)過(guò)超聲分散，可以得到更小粒子供靜脈注射使用

2)草藥提取——利用超聲破碎植物組織，加速溶劑穿透組織，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹(shù)皮中生物堿浸出，一般方法需要5小時(shí)以上，采用超聲波分散只需要半個(gè)小時(shí)就可以完成。

3)制備疫苗——將細(xì)胞或病菌借助于超聲分散將其滅活后，用于疫苗制作。

 

 

 

4、超聲波在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用

超聲波對(duì)化妝品的乳化和分散效果，形成更小的乳化微粒，使化妝品更深入滲透到肌膚層中，讓肌膚更好吸收，發(fā)揮更好的效力和作用。使用超聲波分散，在不需要使用乳化劑的情況下就能使蠟及石蠟乳化，化妝水等油的微粒子分散，微粒直徑可以在1um以下。

5、超聲波對(duì)酒的醇化—催陳技術(shù)

新酒的口感辛辣，味道差，需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存陳化，產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)變化及締合過(guò)程，使辛辣、刺激性變小，酒味甘綿柔和，香味增加，口味協(xié)調(diào)，即為生酒的老熟。通過(guò)使用17.5-22KHz的超聲波處理5-10min，可以酒的老熟時(shí)間縮短1/3到1/2.

6、超聲波清洗

超聲波清洗是基于空化作用，即在清洗液中無(wú)數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆，由此產(chǎn)生的沖擊將浸沒(méi)在清洗液中待清洗物體表面的污物剝落下來(lái)。隨著超聲波頻率的提高，氣泡數(shù)量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲波特別適用于小顆粒污垢的清洗，而不破壞其工作表面

隨著人們對(duì)超聲波本質(zhì)的更深刻認(rèn)識(shí)，超聲波對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)也越來(lái)越大。需要指出的是，如果應(yīng)用不當(dāng)，超聲波對(duì)人體和生物體有一定的危害性，如過(guò)大的超聲波能使組織損傷、眼晶狀體混濁；過(guò)長(zhǎng)照射種子反而造成減產(chǎn)或死亡，這是需要引起注意的。