Раната примена на ултразвукот во биохемијата треба да биде разбивање на клеточниот ѕид со ултразвук за да се ослободи неговата содржина. Последователните студии покажаа дека ултразвукот со низок интензитет може да го поттикне процесот на биохемиска реакција. На пример, ултразвучното зрачење на течна хранлива база може да ја зголеми стапката на раст на клетките на алгите, со што се зголемува количината на протеини произведени од овие клетки за три пати.

Во споредба со густината на енергијата на колапсот на кавитациските меурчиња, густината на енергијата на ултразвучното звучно поле е зголемена за трилиони пати, што резултира со огромна концентрација на енергија; Сонохемиските феномени и сонолуминисценцијата предизвикани од висока температура и притисок произведени од кавитациските меурчиња се уникатни форми на размена на енергија и материјали во сонохемијата. Затоа, ултразвукот игра сè поважна улога во хемиската екстракција, производството на биодизел, органската синтеза, микробниот третман, деградацијата на токсичните органски загадувачи, брзината и приносот на хемиската реакција, каталитичката ефикасност на катализаторот, третманот со биодеградација, превенцијата и отстранувањето на ултразвучна скала, биолошкото дробење на клетките, дисперзијата и агломерацијата и сонохемиската реакција.

1. ултразвучно подобрена хемиска реакција.

Хемиска реакција засилена со ултразвук. Главната движечка сила е ултразвучната кавитација. Колапсот на кавитирачкото јадро на меурчињата произведува локална висока температура, висок притисок и силен удар и микромлаз, што обезбедува нова и многу посебна физичка и хемиска средина за хемиски реакции кои се тешки или невозможни за постигнување под нормални услови.

2. Ултразвучна каталитичка реакција.

Како нова истражувачка област, ултразвучната каталитичка реакција привлекува сè поголем интерес. Главните ефекти на ултразвукот врз каталитичката реакција се:

(1) Високата температура и високиот притисок се погодни за разградување на реактантите во слободни радикали и двовалентен јаглерод, формирајќи поактивни реакциони видови;

(2) Ударните бранови и микромлазниците имаат ефекти на десорпција и чистење на цврста површина (како што е катализаторот), што може да ги отстрани површинските реакциски производи или меѓупроизводи и слојот на пасивација на површината на катализаторот;

(3) Ударниот бран може да ја уништи структурата на реактантот

(4) Дисперзиран реактантски систем;

(5) Ултразвучната кавитација ја еродира металната површина, а ударниот бран води до деформација на металната решетка и формирање на внатрешна зона на деформација, што ја подобрува хемиската реакциска активност на металот;

6) Поттикнете го растворувачот да навлезе во цврстата материја за да се произведе таканаречената реакција на вклучување;

(7) За подобрување на дисперзијата на катализаторот, ултразвукот често се користи во подготовката на катализаторот. Ултразвучното зрачење може да ја зголеми површината на катализаторот, да ги направи активните компоненти порамномерно дисперзирани и да ја зголеми каталитичката активност.

3. Ултразвучна полимерна хемија

Примената на ултразвучната хемија на позитивни полимери привлече големо внимание. Ултразвучниот третман може да ги разгради макромолекулите, особено полимерите со висока молекуларна тежина. Целулозата, желатинот, гумата и протеините можат да се разградат со ултразвучен третман. Во моментов, генерално се верува дека механизмот на ултразвучна деградација се должи на ефектот на силата и високиот притисок кога пука кавитацискиот меур, а другиот дел од деградацијата може да се должи на ефектот на топлината. Под одредени услови, моќниот ултразвук може да иницира и полимеризација. Силното ултразвучно зрачење може да ја иницира кополимеризацијата на поливинил алкохол и акрилонитрил за да се подготват блок кополимери, и кополимеризацијата на поливинил ацетат и полиетилен оксид за да се формираат графт кополимери.

4. Нова технологија за хемиски реакции подобрена со ултразвучно поле

Комбинацијата од нова технологија за хемиски реакции и подобрување на ултразвучното поле е уште еден потенцијален правец на развој во областа на ултразвучната хемија. На пример, суперкритичната течност се користи како медиум, а ултразвучното поле се користи за зајакнување на каталитичката реакција. На пример, суперкритичната течност има густина слична на течноста и коефициент на вискозитет и дифузија сличен на гасот, што го прави нејзиното растворање еквивалентно на течноста и нејзиниот капацитет за пренос на маса еквивалентен на гасот. Деактивацијата на хетероген катализатор може да се подобри со користење на добрите својства на растворливост и дифузија на суперкритичната течност, но несомнено е шлаг на тортата ако ултразвучното поле може да се користи за нејзино зајакнување. Ударниот бран и микромлазот генерирани од ултразвучна кавитација не само што можат значително да ја подобрат суперкритичната течност за растворање на некои супстанции што доведуваат до деактивација на катализаторот, играат улога на десорпција и чистење и го одржуваат катализаторот активен долго време, туку играат и улога на мешање, што може да го дисперзира реакцискиот систем и да ја зголеми брзината на пренос на маса на хемиската реакција на суперкритичната течност на повисоко ниво. Покрај тоа, високата температура и високиот притисок на локалната точка формирана со ултразвучна кавитација ќе бидат погодни за кршење на реактантите во слободни радикали и значително ќе ја забрзаат брзината на реакцијата. Во моментов, постојат многу студии за хемиската реакција на суперкритичната течност, но малку студии за подобрување на таквата реакција со ултразвучно поле.

5. примена на ултразвук со висока моќност во производството на биодизел

Клучот за подготовка на биодизел е каталитичката трансестерификација на глицерид од масни киселини со метанол и други алкохоли со ниска содржина на јаглерод. Ултразвукот очигледно може да ја зајакне реакцијата на трансестерификација, особено за хетерогени реакциони системи, може значително да го подобри ефектот на мешање (емулгификација) и да ја промовира индиректната молекуларна контактна реакција, така што реакцијата што првично требаше да се спроведе под услови на висока температура (висок притисок) може да се заврши на собна температура (или блиску до собна температура) и да го скрати времето на реакција. Ултразвучниот бран не се користи само во процесот на трансестерификација, туку и во одвојувањето на реакционата смеса. Истражувачите од Државниот универзитет во Мисисипи во Соединетите Американски Држави користеле ултразвучна обработка во производството на биодизел. Приносот на биодизел надминал 99% во рок од 5 минути, додека конвенционалниот систем на сериски реактор траел повеќе од 1 час.