超聲波聲化學(xué)

         1986年4月8-11日，第一屆國際化學(xué)學(xué)術(shù)討論會在英國Warweck大學(xué)召開，它標志著一門新的交叉學(xué)科-------生化學(xué)（sonochemistry）的誕生。 　　

       所謂聲化學(xué)主要是指利用超聲波加速化學(xué)反應(yīng)，提高化學(xué)產(chǎn)率的一門新興的交叉學(xué)科。生化學(xué)反應(yīng)不是來自聲波與物質(zhì)分子的直接相互作用，因為在液體中常用的聲波波長為10cm--0.015cm(對應(yīng)頻率15KHZ--10MHZ),遠遠大于分子尺度。聲化學(xué)反應(yīng)主要源于聲空化----液體中空腔的形成、震蕩、生長、收縮、直至崩潰，機器引發(fā)的物理、化學(xué)變化。 　　

       研究在超聲作用下引起的化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)過程的改變的化學(xué)分支學(xué)科。又稱超聲化學(xué)。用于化學(xué)反應(yīng)的超聲頻率通常為20～50千赫，產(chǎn)生超聲的裝置稱作超聲發(fā)生器，核心部件是壓電晶體或磁致伸縮元件。

       聲化學(xué)效應(yīng)的實質(zhì)是氣穴作用，包括氣核的出現(xiàn)、微泡的長大和微泡的爆裂3步 。在超聲作用下 ，流體產(chǎn)生急劇的運動，

       由于聲壓的變化，使溶劑受到壓縮和稀疏作用，在聲波的稀疏相區(qū)，氣穴膨脹長大，并為周圍的液體蒸氣或氣體充滿。在壓縮相區(qū)，氣穴很快塌陷、破裂，產(chǎn)生大量微泡 ，它們又可以作為新的氣核?，F(xiàn)在認為，超聲對化學(xué)反應(yīng)的影響，其主要原因就是這些微泡在長大以致突然破裂時能產(chǎn)生很強的沖擊波。據(jù)估算，在微泡爆裂時，可以在局部空間內(nèi)產(chǎn)生高達兆巴的壓力 ，中心溫度可達 104～106K ，對超聲場作用的解釋，尚未進入分子水平，而是停留在對分子群體的機械作用機制的水平上。例如，對固體表面的氣蝕與潔凈作用；不混溶液體的乳化作用；微泡爆裂時，沖擊波在微空間導(dǎo)致的高溫高壓對傳質(zhì)和傳能的影響。
       超聲化學(xué)反應(yīng)可按介質(zhì)劃分為兩大類：①水相中的聲化學(xué)。在超聲作用下，水分解為氫氧自由基和氫原子，由此可誘發(fā)出一系列化學(xué)反應(yīng) 。有機鹵化物 ，如CH2Cl2 、CHCl3及CCl4在水介質(zhì)中接受超聲作用，使碳氫鍵斷裂，生成自由基。對蛋白質(zhì)、酶等生物分子的聲化學(xué)研究表明，聲致氧化還原作用是導(dǎo)致很多簡單產(chǎn)物的主要機制，例如：②非水液相中的聲化學(xué)。在該領(lǐng)域的研究工作尚處在起步階段。研究主要集中在以下幾個方面：均相合成反應(yīng)；金屬表面上的有機反應(yīng)；相轉(zhuǎn)移反應(yīng)；固液兩相界面反應(yīng)；聚合及高分子解聚反應(yīng)。