超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大于人的聽覺上限而得名。

科學家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20Hz-20000Hz。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。

超聲波常見的應用場景：

1、細胞破碎

超聲波破碎細胞有操作簡單，重復性好，節(jié)省時間等優(yōu)點，多用于微生物和組織細胞破碎。超聲波頻率高于15-20KHz，在菌懸液中形成空化效應，使細胞產(chǎn)生急劇震蕩而導致破裂，用于提取細胞內(nèi)含物，如：大腸桿菌制備酶等。

 

 

 

2、超聲波化學合成

超聲波的空化效應過程中，空氣泡產(chǎn)生高達5000K的高溫，大于200MPa的壓力。這就成為超聲波化學合成的能量來源，利用這些能量可以在一些微粒表面合成出納米粒子。

3、超聲波制藥

1)注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷酯類和膽固醇和藥水的混合物，經(jīng)過超聲分散，可以得到更小粒子供靜脈注射使用

2)草藥提取——利用超聲破碎植物組織，加速溶劑穿透組織，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹皮中生物堿浸出，一般方法需要5小時以上，采用超聲波分散只需要半個小時就可以完成。

3)制備疫苗——將細胞或病菌借助于超聲分散將其滅活后，用于疫苗制作。

 

 

 

4、超聲波在化妝品領域的應用

超聲波對化妝品的乳化和分散效果，形成更小的乳化微粒，使化妝品更深入滲透到肌膚層中，讓肌膚更好吸收，發(fā)揮更好的效力和作用。使用超聲波分散，在不需要使用乳化劑的情況下就能使蠟及石蠟乳化，化妝水等油的微粒子分散，微粒直徑可以在1um以下。

5、超聲波對酒的醇化—催陳技術(shù)

新酒的口感辛辣，味道差，需要經(jīng)過較長時間的儲存陳化，產(chǎn)生一系列的物理和化學變化及締合過程，使辛辣、刺激性變小，酒味甘綿柔和，香味增加，口味協(xié)調(diào)，即為生酒的老熟。通過使用17.5-22KHz的超聲波處理5-10min，可以酒的老熟時間縮短1/3到1/2.

6、超聲波清洗

超聲波清洗是基于空化作用，即在清洗液中無數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆，由此產(chǎn)生的沖擊將浸沒在清洗液中待清洗物體表面的污物剝落下來。隨著超聲波頻率的提高，氣泡數(shù)量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲波特別適用于小顆粒污垢的清洗，而不破壞其工作表面

隨著人們對超聲波本質(zhì)的更深刻認識，超聲波對人類的貢獻也越來越大。需要指出的是，如果應用不當，超聲波對人體和生物體有一定的危害性，如過大的超聲波能使組織損傷、眼晶狀體混濁；過長照射種子反而造成減產(chǎn)或死亡，這是需要引起注意的。