Звукохимия (сонохимия): что это?

Звукохимия или Сонохимия (Sonochemistry) — это раздел химии, который изучает взаимодействие мощных акустических волн и возникающие при этом химические и физико-химические эффекты. Звукохимия исследует кинетику и механизм звукохимических реакций, происходящих в объёме звукового поля. К области звукохимии так же относятся некоторые физико-химические процессы в звуковом поле: сонолюминесценция, диспергирование вещества при действии звука, эмульгирование и другие коллоидно-химические процессы. Как правило, звукохимические процессы исследуют в ультразвуковом диапазоне (от 20 кГц до нескольких МГц). Звуковые колебания в килогерцовом диапазоне и инфразвуковой диапазон изучаются значительно реже.

Основное внимание сонохимия уделяет исследованию химических реакций, возникающих под действием акустических колебаний — звукохимическим реакциям.

Химический эффект ультразвука разнообразен и включает в себя существенное улучшение в стехиометрических и каталитических реакциях. В некоторых случаях, ультразвуковое излучение может увеличивать реакционную способность почти в миллион раз. Это происходит посредством процесса акустической кавитации: образование, рост и имплозивное разрушение пузырьков в жидкости.

Во время кавитационного разрушения, происходит интенсивный нагрев пузырьков. Локальные точки нагрева достигают температуры до 5000°C, давления около 500 атмосфер, их время жизни несколько микросекунд, а скорость нагрева и охлаждения более чем 109 K/с.

Ультразвук применяют для химических реакций, возникающих в гомогенных жидкостных и твердо-жидкостных системах. Специально комплексно используют способность ультразвука создавать чистые, высокореакционные поверхности на металлах. Ультразвук еще находит полезное применение для инициирования или ускорения каталитических реакций, как в гомогенных, так и в гетерогенных системах.