超聲波材料分散儀通過壓電效應將電能轉化為高頻超聲波(頻率范圍通常在20kHz至10MHz之間)。這些聲波在液體中傳播時,會產生交替的壓縮與擴張區域,形成微小氣泡(空穴),即空化效應。氣泡在超聲波作用下迅速膨脹并崩潰,釋放局部高溫高壓(可達5000K、1000atm),形成強烈的微射流和剪切力。這種能量能夠破壞顆粒間的團聚結構(如范德華力、靜電力),使顆粒均勻分散,同時促進液體乳化。
超聲波材料分散儀主要用于實現顆粒的分散與乳化,具體功能包括:
破碎/粉碎:通過空化效應產生的沖擊波,破壞大顆粒物質的結構,實現顆粒的破碎。
分散/解聚:利用機械剪切力和空化效應,將團聚的顆粒打散,使其均勻分散在液體中。
乳化:促進液體中的不相溶物質形成穩定的乳狀液。
均質/混合:使液體中的成分達到均勻分布。
聲化學:加速化學反應的速率,改變粒子的表面性質。
萃取/提取:從樣品中提取所需成分。
超聲波材料分散儀在多個領域有著廣泛的應用,包括但不限于:
生物化學:用于細胞破碎、病毒滅活、生物樣品的分散和均質化處理。
微生物學:用于微生物細胞的破碎和分散。
食品學:用于食品成分的分散和乳化,如香料、色素的分散。
藥物化學:用于藥物制劑的分散和溶解。
動物學:用于動物組織和細胞的分散處理。
材料科學:用于納米材料的制備和分散,如碳納米管、石墨烯、二氧化硅等。
環境保護:用于廢水處理等。