Ультразвуковая технология использует высокочастотные звуковые волны для достижения различных физических и химических эффектов, ключевые области применения включают:

1. Диспергирование – предотвращает седиментацию, агломерацию и улучшает гомогенизацию наноматериалов.

Новые энергетические материалы: при получении поликремния и графена ультразвуковая кавитация (20–40 кГц) разрушает агломераты частиц, увеличивает скорость осаждения на 30%, повышает чистоту и снижает энергопотребление на 40%.

Электронные и магнитные материалы: высокочастотный ультразвук эффективно диспергирует сверхтонкие мягкие магнитные порошки (например, наночастицы феррита), предотвращая агломерацию и улучшая магнитную проницаемость.

Диспергирование пигментов: разрушает агломераты органических/неорганических пигментов с помощью микроструй, образующихся при кавитации, улучшая интенсивность цвета и блеск в автомобильных красках и типографских чернилах.

2. Перемешивание/смешивание – улучшает эмульгирование, диспергирование, деаэрацию и ускоряет реакции.

Улучшает массоперенос и непрерывно активирует поверхности катализаторов посредством кавитации (например, гидрирование олефинов с использованием никелевого порошка в качестве катализатора, при этом скорость реакции увеличивается до 10⁵ раз).

3. Экстракция – повышает эффективность выделения активных компонентов.

Растительные полисахариды и эфирные масла: разрушает клеточные стенки, увеличивая выход экстракта (например, полисахаридов Ophiopogon japonicus до 1,99%) и сокращая время процесса до нескольких минут, сохраняя при этом термочувствительные соединения, такие как розовое масло.

Традиционная китайская медицина (ТКМ): увеличивает скорость растворения флавоноидов и сапонинов на 30–50%, одновременно сокращая использование органических растворителей.

Пищевая промышленность: экстракция полифенолов чая и флавоноидов прополиса в условиях низких температур, сохраняя целостность питательных веществ.

4. Эмульгирование – эффективно смешивает несмешивающиеся жидкости.

Биофармацевтика: производство микроэмульсий и наноэмульсий для инкапсуляции гидрофобных лекарственных препаратов, улучшение растворимости, биодоступности и обеспечение целенаправленного/пролонгированного высвобождения.

Химические материалы: эмульгирование водно-масляных смесей, смол, пигментов и добавок для производства водных покрытий, типографских красок и жидкостей для струйной печати, повышение производительности и стабильности.

5. Разрушение клеток – точное высвобождение биологически активных веществ.

Экстракция белков: разрушение клеточных стенок для высвобождения внутриклеточных белков для очистки и функциональных исследований.

Эта технология предлагает эффективные, низкотемпературные и ресурсосберегающие решения для многих высокотехнологичных и промышленных секторов.