Sonochemia ULTRADWIKI Dwik 1 Fale dwikowe nale do

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Dźwięk 1 Fale dźwiękowe należą do fal mechanicznych, sprężystych Fale poprzeczne i podłużne Właściwości fal podłużnych

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Prędkość dźwięku Prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych Zależność od częstotliwości 2

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Podział dźwięków 3 Podział dźwięków ze względu na ich częstotliwość Dźwięki o częstotliwościach poniżej 16 Hz to infradźwięki Dźwięki z zakresu 16 Hz - 20 k. Hz to zakres słyszalny przez człowieka Ultradźwięki to fale akustyczne o częstotliwościach wyższych od 20 k. Hz i dochodzących do wielu MHz Dźwięki o częstotliwościach wyższych od 10 MHz to hiperdźwięki

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Właściwości ultradźwięków Ultradźwięki - długość fali l=V t =V T =V/f W powietrzu: W wodzie: 20 k. Hz = 1. 72 cm 350 k. Hz = 0. 98 mm 5 MHz = 0. 069 mm 20 k. Hz = 7. 49 cm 350 k. Hz = 4. 27 mm 5 MHz = 0. 30 mm Porównanie z dźwiękami słyszalnymi Słabiej ulegają ugięciu i rozproszeniu, rozchodzą się w większym stopniu prostoliniowo (podobieństwo do światła) Łatwiej wytwarzać ukierunkowane wiązki Łatwiej generować ultradźwięki o dużym natężeniu Nie są słyszalne. . . 4

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Ultradźwięki w przyrodzie 5 Szerszy zakres częstotliwości dźwięków słyszanych przez niektóre zwierzęta (np. psy) Aktywna echolokacja (nietoperze, ssaki morskie) Ultradźwięki towarzyszą również przyrodzie nieożywionej (fale morskie, wiatr, wyładowania atmosferyczne itp. )

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Wytwarzanie ultradźwięków Piszczałka Galtona (1883) Możliwość regulacji częstotliwości Tylko do około 30 k. Hz Niewielkie natężenie dźwięku Syrena Możliwość regulacji częstotliwości Duże natężenie dźwięku Działa w gazach i w cieczach Gwizdek wodny Brak regulacji częstotliwości Prosta budowa, brak ruchomych części Stosowany do wytwarzania emulsji i do homogenizacji 6

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Wytwarzanie ultradźwięków Przetwornik magnetostrykcyjny Można uzyskać wysoką moc fal ultradźwiękowych Trwała, odporna konstrukcja Częstotliwości - do 100 k. Hz Duże straty energii (> 40%) wydziela się ciepło, konieczne chłodzenie 7

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Wytwarzanie ultradźwięków Efekt piezoelektryczny Odwrotny efekt piezoelektryczny 8

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Wytwarzanie ultradźwięków Przetwornik piezoelektryczny Szeroki zakres częstotliwości (częstotliwość rezonansowa zależy od grubości płytki) Materiał - kwarc, Ba. Ti. O 3, Pb. Nb 2 O 6, inne Mogą występować efekty starzenia 9

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków 10 Zastosowania ultradźwięków Echolokacja (nawigacja, badania oceanograficzne, technika wojskowa, rybołówstwo) Badania materiałów (nieniszczące badania defektoskopowe) Diagnostyka medyczna (USG, 3 -D USG, Doppler) Terapia ultradźwiękowa (laryngologia, stomatologia, onkologia) Oczyszczanie wody i ścieków Niszczenie komórek (biologia, medycyna, higienizacja wody) Oczyszczanie powierzchni Mieszanie, emulgowanie, usuwanie gazów z cieczy Spawanie ultradźwiękowe (tworzywa sztuczne, metale) Mikroskopia ultradźwiękowa Kryminalistyka/systemy zabezpieczeń (np. daktyloskopia) Inicjowanie procesów fizykochemicznych Sonochemia Badania naukowe (akustyka, struktura materii, luminescencja, reakcje mechanochemiczne i rodnikowe. . )

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków Echolokacja nawigacja, bezpieczeństwo żeglugi badania oceanograficzne rybołówstwo technika wojskowa 11

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków Badania defektoskopowe Częstotliwość powyżej 0. 5 MHz (długość fali powinna być mniejsza od wykrywanych niejednorodności) Badanie nieniszczące, niepotrzebny dostęp z obu stron obiektu Badania szyn kolejowych z szybkością do 70 km/h 12

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków Badania defektoskopowe 13

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków Badania ultrasonograficzne Krótkie impulsy ultradźwięków Częstotliwość: 1 - 5 MHz Bez potencjalnie szkodliwego promieniowania jonizującego Czy zupełnie nieszkodliwe ? 14

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków 15 Badania ultrasonograficzne Od około 2 lat - obrazy trójwymiarowe (komputerowa obróbka wielu obrazów dwuwymiarowych) Badania i obrazowanie szybkości przepływu krwi metodą Dopplera Terapia ultradźwiękowa Laryngologia - np. upłynnianie treści zatok efekt cieplny oraz degradacja biopolimerów Usuwanie kamienia nazębnego - efekt mechaniczny Niszczenie tkanki nowotworowej (silny efekt cieplny i degradacja biopolimerów), rodniki, efekt sonodynamiczny Kontrolowane uwalnianie i transport leków

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków Wybrane zastosowania techniczne Oczyszczanie powierzchni Mieszanie Emulgowanie Odgazowywanie Krystalizacja 16

Sonochemia ULTRADŹWIĘKI Zastosowania ultradźwięków 17 Zastosowanie ultradźwięków w ochronie środowiska Oczyszczanie wody Oczyszczanie ścieków