Sonochemistry
வேதியியலில், சோனோகெமிஸ்ட்ரி பற்றிய ஆய்வு, திரவங்களில் ஒலிக் குழியை உருவாக்குவதில் அல்ட்ராசவுண்டின் விளைவைப் புரிந்துகொள்வதில் அக்கறை கொண்டுள்ளது, இதன் விளைவாக கரைசலில் இரசாயன செயல்பாட்டைத் தொடங்குவது அல்லது மேம்படுத்துவது ஏற்படுகிறது. எனவே, அல்ட்ராசவுண்டின் வேதியியல் விளைவுகள் மின்காந்த ஒலி அலைகளின் கரைசலில் உள்ள மூலக்கூறுகளுடன் நேரடி தொடர்பிலிருந்து வருவதில்லை. திரவங்கள் வழியாக பயணிக்கும் சோனிக் அலைகளின் தாக்கத்தை முதன்முதலில் 1927 ஆம் ஆண்டில் ராபர்ட் வில்லியம்ஸ் வூட் (1868-1955) மற்றும் ஆல்பிரட் லீ லூமிஸ் (1887-1975) ஆகியோர் தெரிவித்தனர். சோனிக் அலைகள் தண்ணீரின் தடையை "ஊடுருவ" எடுக்கும் ஆற்றலின் அதிர்வெண் பற்றி இந்த சோதனை இருந்தது. தண்ணீரில் ஒலி வேகமாக பயணிக்கிறது என்ற முடிவுக்கு அவர் வந்தார், ஆனால் பூமியின் வளிமண்டலத்துடன் ஒப்பிடும்போது நீரின் அடர்த்தி காரணமாக சோனிக் அலைகளை தண்ணீரில் இணைப்பது நம்பமுடியாத அளவிற்கு கடினமாக இருந்தது. திடீர் அடர்த்தி மாற்றத்தின் காரணமாக, பெரும்பாலான ஆற்றல் இழக்கப்படுகிறது, இது ஒரு கண்ணாடி துண்டை நோக்கி ஒரு ஒளிரும் ஒளியைப் பிரகாசிக்கச் செய்வது போன்றது; சில ஒளி கண்ணாடியில் பரவுகிறது, ஆனால் அதன் பெரும்பகுதி வெளிப்புறமாக பிரதிபலிக்க இழக்கப்படுகிறது. இதேபோல் ஒரு காற்று-நீர் இடைமுகத்துடன், கிட்டத்தட்ட அனைத்து ஒலிகளும் தண்ணீருக்குள் பரவுவதற்குப் பதிலாக, தண்ணீரிலிருந்து பிரதிபலிக்கின்றன. நீண்ட ஆராய்ச்சிக்குப் பிறகு, ஒலியை தண்ணீரில் சிதறடிப்பதற்கான சிறந்த வழி ஒலியின் அதே நேரத்தில் குமிழிகளை உருவாக்குவதே என்று அவர்கள் முடிவு செய்தனர். மற்றொரு சிக்கல் என்னவென்றால், குறைந்த அதிர்வெண் அலைகள் குமிழிகளின் சுவர்களில் ஊடுருவி, குமிழியைச் சுற்றியுள்ள தண்ணீரை அணுகுவதற்கு எடுத்த நேரத்தின் விகிதம், அந்த இடத்திலிருந்து நீரின் உடலின் மறுமுனையில் உள்ள நேரத்துடன் ஒப்பிடும்போது. ஆனால் இந்தக் கட்டுரையின் புரட்சிகர கருத்துக்கள் இருந்தபோதிலும், அது பெரும்பாலும் கவனிக்கப்படாமல் விடப்பட்டது. சோனோகெமிஸ்ட்ரி 1980 களில் உயர்-தீவிர அல்ட்ராசவுண்டின் மலிவான மற்றும் நம்பகமான ஜெனரேட்டர்களின் வருகையுடன் ஒரு மறுமலர்ச்சியை அனுபவித்தது, பெரும்பாலானவை பீசோ எலக்ட்ரிக் கூறுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. இயற்பியல் கோட்பாடுகள் மீயொலி அதிர்வெண்களில் ஒரு திரவத்தின் வழியாக பரவும் ஒலி அலைகள் மூலக்கூறு பரிமாணங்கள் அல்லது மூலக்கூறில் உள்ள அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பு நீளத்தை விட பல மடங்கு நீண்ட அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, ஒலி அலை பிணைப்பின் அதிர்வு ஆற்றலை நேரடியாக பாதிக்க முடியாது, எனவே ஒரு மூலக்கூறின் உள் ஆற்றலை நேரடியாக அதிகரிக்க முடியாது. அதற்கு பதிலாக, ஒலிக் குழியில் இருந்து சோனோ வேதியியல் எழுகிறதுஃ ஒரு திரவத்தில் குமிழிகள் உருவாக்கம், வளர்ச்சி மற்றும் உள்வைப்பு சரிவு. இந்த குமிழிகளின் சரிவு கிட்டத்தட்ட அடியாபாடிக் செயல்முறையாகும், இதன் விளைவாக குமிழிக்குள் ஆற்றல் பெருமளவில் உருவாகிறது, இதன் விளைவாக சோனிகேட்டட் திரவத்தின் நுண்ணோக்கி பகுதியில் மிக அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்கள் ஏற்படுகின்றன. அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்கள் குமிழிக்குள் அல்லது அதற்கு மிக அருகில் உள்ள எந்தவொரு பொருளின் இரசாயன கிளர்ச்சியையும் விளைவிக்கின்றன, ஏனெனில் அது விரைவாக வெடிக்கும். சோனோலுமினென்சென்ஸ், முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை ரேடிக்கல் எதிர்வினைகள் உருவாக்கம் காரணமாக கரைசலில் அதிகரித்த இரசாயன செயல்பாடு மற்றும் புதிய, ஒப்பீட்டளவில் நிலையான இரசாயன இனங்கள் உருவாவதன் மூலம் அதிகரித்த இரசாயன செயல்பாடு உள்ளிட்ட பல்வேறு வகையான விளைவுகள் ஏற்படலாம், அவை கரைசலில் மேலும் பரவக்கூடிய இரசாயன விளைவுகளை உருவாக்குகின்றன (எடுத்துக்காட்டாக, இரண்டு ஹைட்ராக்சில் ரேடிக்கல்களின் கலவையிலிருந்து ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு உருவாக்கம், நீர் அல்ட்ராசவுண்டிற்கு வெளிப்படும்போது இடிந்து விழும் குமிழிகளுக்குள் நீராவி பிரிந்ததைத் தொடர்ந்து). அதிக தீவிரம் கொண்ட ஒலி அல்லது அல்ட்ராசவுண்டுடன் கதிர்வீச்சு செய்யும் போது, ஒலிக் குழிவுறுதல் பொதுவாக நிகழ்கிறது. கேவிடேஷன்-ஒலியுடன் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்ட குமிழிகளின் உருவாக்கம், வளர்ச்சி மற்றும் உள்வைப்பு சரிவு-சோனோகெமிஸ்ட்ரி மற்றும் சோனோலுமினென்சென்ஸுக்கு உத்வேகம் அளிக்கிறது. திரவங்களில் குமிழி சரிவு திரவ இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றலை குமிழியின் உள்ளடக்கங்களை வெப்பமாக்குவதற்கு மாற்றுவதன் மூலம் மகத்தான அளவு ஆற்றலை உருவாக்குகிறது. குழிவுறுதலின் போது குமிழிகளின் சுருக்கம் வெப்பப் போக்குவரத்தை விட விரைவானது, இது ஒரு குறுகிய கால உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட சூடான இடத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த குமிழிகள் சுமார் 5000 K வெப்பநிலையையும், தோராயமாக 1000 ஏடிஎம் அழுத்தங்களையும், 1010 K/s க்கு மேல் வெப்பம் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதங்களையும் கொண்டுள்ளன என்று சோதனை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இந்த துவாரங்கள் குளிர்ந்த திரவங்களில் தீவிர இயற்பியல் மற்றும் இரசாயன நிலைமைகளை உருவாக்கலாம். திடப்பொருட்களைக் கொண்ட திரவங்களுடன், அல்ட்ராசவுண்ட் வெளிப்பாட்டுடன் இதே போன்ற நிகழ்வுகள் ஏற்படலாம். ஒரு நீட்டிக்கப்பட்ட திடமான மேற்பரப்புக்கு அருகில் குழிவுறுதல் ஏற்பட்டவுடன், குழி சரிவு நிலையானது அல்ல, மேலும் அதிவேக திரவ ஜெட் விமானங்களை மேற்பரப்புக்கு இயக்குகிறது. இந்த ஜெட் விமானங்கள் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய அதிர்ச்சி அலைகள் இப்போது அதிக வெப்பமான மேற்பரப்பை சேதப்படுத்தும். திரவ-தூள் இடைநீக்கங்கள் அதிக வேகத்தில் துகள்கள் மோதலை உருவாக்குகின்றன. இந்த மோதல்கள் மேற்பரப்பு உருவவியல், கலவை மற்றும் வினைத்திறனை மாற்றலாம். சோனோகெமிக்கல் எதிர்வினைகள் மூன்று வகை சோனோகெமிக்கல் எதிர்வினைகள் உள்ளனஃ திரவங்களின் ஒரே மாதிரியான சோனோகெமிஸ்ட்ரி, திரவ-திரவ அல்லது திட-திரவ அமைப்புகளின் பன்முக சோனோகெமிஸ்ட்ரி மற்றும், மேற்கூறிய, சோனோகடாலிஸிஸ் (அல்ட்ராசவுண்டுடன் ஒரு இரசாயன எதிர்வினையின் விகிதத்தை வினையூக்கம் அல்லது அதிகரிப்பது) உடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைகிறது. சோனோலுமினென்சென்ஸ் என்பது ஒரே மாதிரியான சோனோகெமிஸ்ட்ரிக்கு காரணமான அதே குழிவுறுதல் நிகழ்வுகளின் விளைவாகும். அல்ட்ராசவுண்ட் மூலம் எதிர்வினைகளின் வேதியியல் மேம்பாடு ஆராயப்பட்டுள்ளது மற்றும் கலப்பு கட்ட தொகுப்பு, பொருட்கள் வேதியியல் மற்றும் உயிர் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் நன்மை பயக்கும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. குழிவுறுதல் திரவங்களில் மட்டுமே நிகழக்கூடும் என்பதால், திடப்பொருட்கள் அல்லது திட-வாயு அமைப்புகளின் மீயொலி கதிர்வீச்சில் இரசாயன எதிர்வினைகள் காணப்படவில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, வேதியியல் இயக்கவியலில், அல்ட்ராசவுண்ட் பல அமைப்புகளில் வேதியியல் வினைத்திறனை ஒரு மில்லியன் மடங்கு வரை பெரிதும் மேம்படுத்த முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது; பன்முக வினையூக்கிகளை செயல்படுத்த திறம்பட செயல்படுகிறது. கூடுதலாக, திரவ-திட இடைமுகங்களில் ஏற்படும் எதிர்வினைகளில், அல்ட்ராசவுண்ட் திடமான துண்டுகளை உடைத்து, மேற்பரப்புகளுக்கு அருகிலுள்ள குழியில் இருந்து மைக்ரோஜெட் பிட்டிங் மற்றும் அருகிலுள்ள குழியில் சரிவு மூலம் திடப்பொருட்களின் துண்டு துண்டுகள் மூலம் செயலில் உள்ள சுத்தமான மேற்பரப்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. இது திடமான எதிர்வினைப்பொருளுக்கு எதிர்வினை தொடர்வதற்கு செயலில் உள்ள மேற்பரப்புகளின் ஒரு பெரிய மேற்பரப்பை வழங்குகிறது, இது கவனிக்கப்பட்ட எதிர்வினை விகிதத்தை அதிகரிக்கிறது. அல்ட்ராசவுண்ட் பயன்பாடு பெரும்பாலும் தயாரிப்புகளின் கலவைகளை உருவாக்குகிறது, நேச்சர் இதழில் 2007 இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வறிக்கை அல்ட்ராசவுண்ட் பயன்பாட்டை ஒரு குறிப்பிட்ட சைக்ளோபியூட்டேன் வளையத்தைத் திறக்கும் எதிர்வினையைத் தேர்ந்தெடுக்கும் வகையில் பாதிக்க விவரிக்கிறது. அதுல் குமார் அல்ட்ராசவுண்டைப் பயன்படுத்தி அக்வியஸ் மைக்கேல்களில் பன்முகக் கூறு எதிர்வினை ஹன்ட்ஸ்ஷ் எஸ்டர் தொகுப்பைப் புகாரளித்துள்ளார். சில நீர் மாசுபடுத்திகள், குறிப்பாக குளோரினேட்டட் கரிம சேர்மங்கள், சோனோகெமிக்கல் முறையில் அழிக்கப்படலாம். சோனோகெமிஸ்ட்ரி ஒரு குளியல் (பொதுவாக மீயொலி சுத்தம் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது) அல்லது மீயொலி கொம்பு என்று அழைக்கப்படும் உயர் சக்தி ஆய்வு மூலம் செய்யப்படலாம், இது ஒரு பீசோ எலக்ட்ரிக் தனிமத்தின் ஆற்றலை தண்ணீருக்குள் செலுத்துகிறது மற்றும் இணைக்கிறது, இது ஒரு (பொதுவாக சிறிய) புள்ளியில் குவிந்துள்ளது. பொதுவாக இணைக்க முடியாத உலோகங்களை இணைக்கவும், அல்லது உலோக மேற்பரப்பில் புதிய உலோகக்கலவைகளை உருவாக்கவும் சோனோகெமிஸ்ட்ரி பயன்படுத்தப்படலாம். இது அலுமினிய படலத்தின் ஒரு தாளைப் பயன்படுத்தி மீயொலி கிளீனர்களை அளவீடு செய்து துளைகளை எண்ணும் முறையுடன் தொலைதூரத்தில் தொடர்புடையது. முன்பு குறிப்பிட்டபடி, மேற்பரப்புக்கு அருகிலுள்ள குழிக்குழியின் விளைவாக மைக்ரோஜெட் பிட்டிங்கின் விளைவாக இந்த துளைகள் உருவாகின்றன. அலுமினிய படலத்தின் மெல்லிய தன்மை மற்றும் பலவீனம் காரணமாக, குழிவுறுதல் விரைவாக படலத்தின் துண்டு துண்டுகள் மற்றும் அழிவுக்கு வழிவகுக்கிறது. மேலும் காண்க அல்ட்ராசவுண்ட் சோனிகேஷன் அல்ட்ராசோனிக் ஹோமோஜெனைசர் ஹோமோஜெனைசேஷன் (வேதியியல்) சோனோ எலக்ட்ரோ கெமிஸ்ட்ரி கென்னத் எஸ். சுஸ்லிக் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் பேராசிரியர் கே. எஸ். சுஸ்லிக் சோனோகெமிஸ்ட்ரி எழுதிய அல்ட்ராசவுண்டின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் விளைவுகள்-குறுகிய விமர்சனம் மற்றும் சமீபத்திய இலக்கியம் சோனோகெமிஸ்ட்ரிஃ கிரிகோரி சேட்டலின் பசுமை வேதியியலுக்கான புதிய வாய்ப்புகள் (யுனிவர்சிட்டி சவோய் மாண்ட் பிளாங்க், பிரான்ஸ்) இயற்பியல் நிகழ்வுகள் வேதியியல் குவாண்டம் வேதியியல் திரவ இயக்கவியல் அல்ட்ராசவுண்ட் ஒலியியல்