जैव रसायन विज्ञानमा अल्ट्रासाउन्डको प्रारम्भिक प्रयोग भनेको यसको सामग्रीहरू छोड्नको लागि अल्ट्रासाउन्डले कोषको पर्खाललाई तोड्नु पर्छ। पछिल्ला अध्ययनहरूले देखाएका छन् कि कम-तीव्रताको अल्ट्रासाउन्डले जैव रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रियालाई बढावा दिन सक्छ। उदाहरणका लागि, तरल पोषक तत्वको आधारको अल्ट्रासोनिक विकिरणले शैवाल कोषहरूको वृद्धि दर बढाउन सक्छ, यसरी यी कोषहरूद्वारा उत्पादित प्रोटीनको मात्रा तीन गुणाले बढाउँछ।

गुहा बुलबुला पतनको ऊर्जा घनत्वको तुलनामा, अल्ट्रासोनिक ध्वनि क्षेत्रको ऊर्जा घनत्व ट्रिलियन गुणाले बढेको छ, जसको परिणामस्वरूप ऊर्जाको ठूलो सांद्रता भएको छ; गुहा बुलबुले द्वारा उत्पादित उच्च तापक्रम र दबाबको कारणले हुने सोनोकेमिकल घटना र सोनोल्युमिनेसेन्स सोनोकेमिस्ट्रीमा ऊर्जा र सामग्री आदानप्रदानको अद्वितीय रूप हुन्। त्यसकारण, अल्ट्रासाउन्डले रासायनिक निकासी, बायोडिजेल उत्पादन, जैविक संश्लेषण, माइक्रोबियल उपचार, विषाक्त जैविक प्रदूषकहरूको क्षय, रासायनिक प्रतिक्रिया गति र उपज, उत्प्रेरकको उत्प्रेरक दक्षता, जैविक विघटन उपचार, अल्ट्रासोनिक स्केल रोकथाम र हटाउने, जैविक कोशिका क्रसिङ, फैलावट र समूहीकरण, र सोनोकेमिकल प्रतिक्रियामा बढ्दो रूपमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।

१. अल्ट्रासोनिक परिष्कृत रासायनिक प्रतिक्रिया।

अल्ट्रासाउन्डले रासायनिक प्रतिक्रियालाई बढावा दिन्छ। मुख्य चालक शक्ति अल्ट्रासोनिक गुहा हो। गुहा बनाउने बबल कोरको पतनले स्थानीय उच्च तापक्रम, उच्च चाप र बलियो प्रभाव र माइक्रो जेट उत्पादन गर्दछ, जसले सामान्य अवस्थामा प्राप्त गर्न गाह्रो वा असम्भव हुने रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको लागि नयाँ र धेरै विशेष भौतिक र रासायनिक वातावरण प्रदान गर्दछ।

२. अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया।

नयाँ अनुसन्धान क्षेत्रको रूपमा, अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक प्रतिक्रियाले बढ्दो चासो आकर्षित गरेको छ। उत्प्रेरक प्रतिक्रियामा अल्ट्रासाउन्डको मुख्य प्रभावहरू हुन्:

(१) उच्च तापक्रम र उच्च चापले अभिकर्ताहरूलाई मुक्त रेडिकल र द्विभाजक कार्बनमा फुटाउन अनुकूल हुन्छ, जसले गर्दा बढी सक्रिय प्रतिक्रिया प्रजातिहरू बन्छन्;

(२) झट्का तरंग र माइक्रो जेटको ठोस सतह (जस्तै उत्प्रेरक) मा अवशोषण र सफाई प्रभाव हुन्छ, जसले सतह प्रतिक्रिया उत्पादनहरू वा मध्यवर्तीहरू र उत्प्रेरक सतह निष्क्रियता तह हटाउन सक्छ;

(३) झट्का तरंगले अभिक्रियात्मक संरचनालाई नष्ट गर्न सक्छ

(४) छरिएको अभिक्रिया प्रणाली;

(५) अल्ट्रासोनिक क्याभिटेसनले धातुको सतहलाई क्षय गर्छ, र झट्का तरंगले धातुको जालीको विकृति र आन्तरिक तनाव क्षेत्रको गठन निम्त्याउँछ, जसले धातुको रासायनिक प्रतिक्रिया गतिविधिलाई सुधार गर्छ;

६) तथाकथित समावेशीकरण प्रतिक्रिया उत्पादन गर्न ठोसमा विलायकलाई प्रवेश गर्न प्रोत्साहन गर्नुहोस्;

(७) उत्प्रेरकको फैलावट सुधार गर्न, उत्प्रेरकको तयारीमा अल्ट्रासोनिक प्रायः प्रयोग गरिन्छ। अल्ट्रासोनिक विकिरणले उत्प्रेरकको सतह क्षेत्रफल बढाउन सक्छ, सक्रिय घटकहरूलाई समान रूपमा फैलाउन सक्छ र उत्प्रेरक गतिविधि बढाउन सक्छ।

३. अल्ट्रासोनिक पोलिमर रसायन विज्ञान

अल्ट्रासोनिक सकारात्मक पोलिमर रसायन विज्ञानको प्रयोगले व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ। अल्ट्रासोनिक उपचारले म्याक्रोमोलेक्युलहरू, विशेष गरी उच्च आणविक तौल पोलिमरहरूलाई घटाउन सक्छ। अल्ट्रासोनिक उपचारद्वारा सेल्युलोज, जिलेटिन, रबर र प्रोटिनलाई घटाउन सकिन्छ। हाल, यो सामान्यतया विश्वास गरिन्छ कि अल्ट्रासोनिक डिग्रेडेसन संयन्त्र बलको प्रभाव र गुहा बबल फुट्दा उच्च दबाबको कारणले हुन्छ, र डिग्रेडेसनको अर्को भाग गर्मीको प्रभावको कारणले हुन सक्छ। निश्चित परिस्थितिहरूमा, पावर अल्ट्रासाउन्डले पनि पोलिमराइजेशन सुरु गर्न सक्छ। बलियो अल्ट्रासाउन्ड विकिरणले ब्लक कोपोलिमरहरू तयार गर्न पोलिभिनाइल अल्कोहल र एक्रिलोनिट्राइलको कोपोलिमराइजेशन र ग्राफ्ट कोपोलिमरहरू बनाउन पोलिभिनाइल एसीटेट र पोलिथिलीन अक्साइडको कोपोलिमराइजेशन सुरु गर्न सक्छ।

४. अल्ट्रासोनिक क्षेत्रद्वारा बढाइएको नयाँ रासायनिक प्रतिक्रिया प्रविधि

नयाँ रासायनिक प्रतिक्रिया प्रविधि र अल्ट्रासोनिक क्षेत्र वृद्धिको संयोजन अल्ट्रासोनिक रसायन विज्ञानको क्षेत्रमा अर्को सम्भावित विकास दिशा हो। उदाहरणका लागि, सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थलाई माध्यमको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र उत्प्रेरक प्रतिक्रियालाई बलियो बनाउन अल्ट्रासोनिक क्षेत्र प्रयोग गरिन्छ। उदाहरणका लागि, सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थको घनत्व तरल पदार्थ जस्तै हुन्छ र चिपचिपापन र प्रसार गुणांक ग्यास जस्तै हुन्छ, जसले यसको विघटन तरल पदार्थको बराबर र यसको द्रव्यमान स्थानान्तरण क्षमतालाई ग्यासको बराबर बनाउँछ। सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थको राम्रो घुलनशीलता र प्रसार गुणहरू प्रयोग गरेर विषम उत्प्रेरकको निष्क्रियता सुधार गर्न सकिन्छ, तर यदि अल्ट्रासोनिक क्षेत्रलाई बलियो बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ भने यो निस्सन्देह केकमा आइसिङ हो। अल्ट्रासोनिक गुहा द्वारा उत्पन्न झटका तरंग र माइक्रो जेटले उत्प्रेरक निष्क्रियता निम्त्याउने केही पदार्थहरू विघटन गर्न सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थलाई धेरै बढाउन सक्दैन, अवशोषण र सफाईको भूमिका खेल्छ, र उत्प्रेरकलाई लामो समयसम्म सक्रिय राख्छ, तर हलचलको भूमिका पनि खेल्छ, जसले प्रतिक्रिया प्रणालीलाई फैलाउन सक्छ, र सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ रासायनिक प्रतिक्रियाको द्रव्यमान स्थानान्तरण दरलाई उच्च स्तरमा पुर्‍याउन सक्छ। थप रूपमा, अल्ट्रासोनिक गुहा द्वारा बनाईएको स्थानीय बिन्दुमा उच्च तापक्रम र उच्च चापले अभिकर्ताहरूलाई मुक्त रेडिकलहरूमा क्र्याक गर्न अनुकूल हुनेछ र प्रतिक्रिया दरलाई धेरै गति दिनेछ। हाल, सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थको रासायनिक प्रतिक्रियामा धेरै अध्ययनहरू छन्, तर अल्ट्रासोनिक क्षेत्र द्वारा यस्तो प्रतिक्रियाको वृद्धिमा थोरै अध्ययनहरू छन्।

५. बायोडिजेल उत्पादनमा उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिकको प्रयोग

बायोडिजेलको तयारीको मुख्य कुरा भनेको फ्याटी एसिड ग्लिसराइडलाई मिथानोल र अन्य कम-कार्बन अल्कोहलसँग उत्प्रेरक ट्रान्सेस्टेरिफिकेशन हो। अल्ट्रासाउन्डले स्पष्ट रूपमा ट्रान्सेस्टेरिफिकेशन प्रतिक्रियालाई बलियो बनाउन सक्छ, विशेष गरी विषम प्रतिक्रिया प्रणालीहरूको लागि, यसले मिश्रण (इमल्सीफिकेशन) प्रभावलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सक्छ र अप्रत्यक्ष आणविक सम्पर्क प्रतिक्रियालाई प्रवर्द्धन गर्न सक्छ, ताकि उच्च तापक्रम (उच्च चाप) अवस्थाहरूमा गर्न आवश्यक प्रतिक्रिया कोठाको तापक्रम (वा कोठाको तापक्रमको नजिक) मा पूरा गर्न सकियोस्, र प्रतिक्रिया समय छोटो पार्नुहोस्। अल्ट्रासोनिक तरंग ट्रान्सेस्टेरिफिकेशन प्रक्रियामा मात्र प्रयोग हुँदैन, तर प्रतिक्रिया मिश्रणको पृथक्करणमा पनि प्रयोग गरिन्छ। संयुक्त राज्य अमेरिकाको मिसिसिपी स्टेट युनिभर्सिटीका अनुसन्धानकर्ताहरूले बायोडिजेलको उत्पादनमा अल्ट्रासोनिक प्रशोधन प्रयोग गरे। बायोडिजेलको उत्पादन ५ मिनेट भित्र ९९% भन्दा बढी भयो, जबकि परम्परागत ब्याच रिएक्टर प्रणालीले १ घण्टा भन्दा बढी समय लियो।