بالموجات فوق الصوتية التشتت هو نوع من المعدات التي تستخدم مبدأ الموجات فوق الصوتية لتفريق الجزيئات الصلبة أو السائلة التشتت في السائل . مبدأ يعتمد أساسا على الآثار المادية من الموجات فوق الصوتية ، وخاصة التجويف بالموجات فوق الصوتية تأثير ، تأثير إجهاد القص
مبدأ بالموجات فوق الصوتية التشتت
تأثير التجويف بالموجات فوق الصوتية
انتشار الموجات فوق الصوتية في السائل سوف يسبب جزيئات السائل يهتز بسرعة ، عندما تصل إلى درجة معينة من كثافة الموجات فوق الصوتية ، وسوف تنتج فقاعات صغيرة في السائل ، هذه الفقاعات في إطار العمل من الموجات فوق الصوتية تتوسع باستمرار ، وأخيرا ينهار ، تشكيل قوي المحلية وارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الضغط في المنطقة . وتسمى هذه العملية تأثير التجويف .
عالية السرعة تدفق السائل وارتفاع في درجة الحرارة المحلية التي تنتجها التجويف يمكن أن تجعل الجسيمات الصلبة تفريق في السائل ، والحد من التجميع والتكتل من الجسيمات ، وتحقيق تأثير التشتت .
انهيار فقاعة التجويف يمكن أن تنتج أيضا موجة صدمة قوية ، والتي يمكن أن تدمر هيكل كبير من الجسيمات ، وبالتالي تحقيق تفكك وتشتت الجسيمات .
بالموجات فوق الصوتية تأثير إجهاد القص
عندما يتم نقل الموجات فوق الصوتية الاهتزاز في السائل ، وسوف تنتج قوة القص الميكانيكية قوية جدا في السائل . الموجات فوق الصوتية عالية التردد الاهتزاز يجعل جزيئات السائل يهتز بسرعة ، وتنتج أكبر قوة القص ، وهذه القوات تعمل بين الجزيئات الصلبة ، تساعد على التغلب على جاذبية بين الجزيئات ( مثل قوة فان دير فالس ) و الكهرباء الساكنة ، كسر ظاهرة تجمع الجسيمات ، حتى أن الجزيئات الصلبة موزعة بالتساوي .
ارتفاع قوة القص لا يساعد فقط على تدمير الجسيمات الصلبة ، ولكن أيضا تحسين تشتت في السائل ، ومنع الجسيمات من التساقط أو التجميع .
تأثير الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية
الموجات فوق الصوتية عالية التردد التذبذب يمكن أن تعجل حركة الجزيئات في السائل . تأثير الاهتزاز جنبا إلى جنب مع التجويف تأثير مفيد لتعزيز التفاعل بين المذاب والمذيبات . تشتت الجسيمات ، الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تساعد على تحسين توزيع الجسيمات في السائل ، وليس من السهل تجميع .
أجهزة الموجات فوق الصوتية في كثير من الأحيان نقل الطاقة بالموجات فوق الصوتية إلى السائل من خلال التحقيق أو أجهزة الاستشعار .
تأثير درجة الحرارة
عندما تعمل بالموجات فوق الصوتية ، درجة حرارة السائل سوف ترتفع ، لا سيما في ظل تأثير التجويف ، درجة الحرارة المحلية والضغط قد تكون عالية جدا . هذا النوع من تأثير ارتفاع درجة الحرارة المحلية يمكن أن تساعد في حل أو تشتت بعض المواد ، ولكن أيضا تجنب الأضرار الناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة على المواد الحساسة .
مبدأ عمل الموجات فوق الصوتية المشتتة
بالموجات فوق الصوتية التحقيق : بالموجات فوق الصوتية بالموجات فوق الصوتية المشتتة من خلال التحقيق في تحويل الطاقة الكهربائية إلى الاهتزاز الميكانيكي ، بالموجات فوق الصوتية إلى السائل . اهتزاز المسبار يسبب حركة جزيئات السائل و التجويف في السائل .
التجويف بالموجات فوق الصوتية و قوة القص : تشكيل وانهيار التجويف فقاعة يمكن أن تنتج محلية قوية وارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الضغط ، وتعزيز التفاعل بين السائل والجسيمات . وفي الوقت نفسه ، فإن تأثير قوة القص يساعد على كسر و تشتت الجسيمات موحدة .
تأثير التشتت : من خلال هذه الآثار المادية من الموجات فوق الصوتية ، الجسيمات الصلبة يمكن تفريق بسرعة وبشكل موحد في السائل ، وتجنب تراكم الجسيمات أو الترسيب ، وضمان استقرار عالية من تفريق السائل .
مجال التطبيق
إعداد المواد متناهية الصغر : بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تشتت تشتت الجسيمات النانوية في الحل ، وتجنب التكتل ، والحصول على جودة عالية من المواد متناهية الصغر التشتت .
مستحضرات التجميل وصناعة المستحضرات الصيدلانية : في مستحضرات التجميل وصناعة المستحضرات الصيدلانية ، بالموجات فوق الصوتية المشتتات غالبا ما تستخدم في المستحلبات ، تفريق المكونات الصيدلانية أو المكونات النشطة في مستحضرات التجميل ، وتحسين الاستقرار والتوافر البيولوجي من المنتجات .
حماية البيئة : يمكن استخدامها في عملية معالجة المياه ، تفريق الملوثات في المياه ، أو تعزيز تدهور المواد الضارة في المياه .
تجهيز الأغذية : في صناعة الأغذية ، بالموجات فوق الصوتية المشتتات يمكن استخدامها لتفريق جزيئات الطعام ، مثل العطور والأصباغ .
مزايا وتحديات
مزايا
الجسيمات ، وخاصة النانوية ، يمكن تفريق بكفاءة .
عدم الاتصال عملية تجنب الاتصال المباشر مع العينة .
مناسبة لجميع أنواع السوائل ، بما في ذلك السوائل عالية اللزوجة .
التحديات
قد يكون لها تأثير حراري على بعض المذيبات أو المواد الحساسة ، مما يؤدي إلى تدهور المواد .
التجويف الكفاءة ينبغي أن تلبي متطلبات عالية من المعدات وبيئة العمل ، مع الأخذ في الاعتبار متانة المواد ومراقبة الطاقة بالموجات فوق الصوتية .
في كلمة واحدة ، بالموجات فوق الصوتية بالموجات فوق الصوتية تشتت الجسيمات يمكن أن تحسن بشكل ملحوظ من خلال التجويف تأثير ، تأثير قوة القص والاهتزاز تأثير . ليس فقط يمكن التعامل مع الجسيمات الدقيقة في السائل ، ولكن أيضا يلعب دورا هاما في مختلف البحوث والتطبيقات الصناعية .