超聲波聲化學

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

       所謂聲化學主要是指利用超聲波加速化學反應，提高化學產(chǎn)率的一門新興的交叉學科。生化學反應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(對應頻率15KHZ--10MHZ),遠遠大于分子尺度。聲化學反應主要源于聲空化----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、化學變化。 　　

       研究在超聲作用下引起的化學反應或化學反應過程的改變的化學分支學科。又稱超聲化學。用于化學反應的超聲頻率通常為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。

       聲化學效應的實質(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，超聲對化學反應的影響，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，沖擊波在微空間導致的高溫高壓對傳質(zhì)和傳能的影響。
       超聲化學反應可按介質(zhì)劃分為兩大類：①水相中的聲化學。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)出一系列化學反應 。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研究表明，聲致氧化還原作用是導致很多簡單產(chǎn)物的主要機制，例如：②非水液相中的聲化學。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；金屬表面上的有機反應；相轉(zhuǎn)移反應；固液兩相界面反應；聚合及高分子解聚反應。