Često postavljana pitanja o ultrazvuku

U nastavku ćete pronaći odgovore na najčešća pitanja u vezi sa ultrazvukom. Ako ne pronađete odgovor na svoje pitanje, ne ustručavajte se da nas pitate. Biće nam drago da Vam pomognemo.

• Mogu li sonikirati rastvarače?
• Koliko ultrazvučne snage mi treba?
• Da li ultrazvuk utiče na ljude? Koje mjere predostrožnosti trebam poduzeti pri korištenju ultrazvuka?
• Koja je razlika između magnetostriktivnih i piezoelektričnih pretvarača?
• Zašto se uzorak zagrijava tokom ultrazvuka?
• Postoje li opće preporuke za soniciranje uzoraka?
• Nudi li Hielscher zamjenjive savjete za sonotrode?

P: Mogu li sonikirati rastvarače?

Teoretski zapaljivi rastvarači mogu se zapaliti ultrazvukom, jer se kavitacijom mogu stvoriti zapaljive ili eksplozivne isparljive tvari. Iz tog razloga morate koristiti ultrazvučne uređaje i pribor koji su pogodni za ovu vrstu ultrazvučne primjene.
Pročitajte više o najčešće korištenim rastvaračima za ultrazvučnu ekstrakciju!
Ako trebate sonikaciju rastvarača, molimo Kontaktiraj nas, tako da možemo preporučiti odgovarajuće mjere.

P: Koliko ultrazvučne snage mi treba?

Potrebna ultrazvučna snaga zavisi od nekoliko faktora, kao što su:

• volumena izloženog ultrazvuku
• ukupni volumen koji treba obraditi
• vrijeme za obradu ukupnog volumena
• materijal za soniciranje
• željeni rezultat procesa nakon ultrazvučnog tretmana

Općenito, veća zapremina zahtijeva veću snagu (snagu) ili više vremena sonikacije. Za većinu tipova sonotroda, snaga se uglavnom distribuira preko površine vrha. Stoga, sonde manjeg prečnika stvaraju fokusiranije polje kavitacije. Veći ultrazvučni intenzitet (izražen u snazi po zapremini) obično će rezultirati većom efikasnošću obrade.

P: Da li ultrazvuk utiče na ljude? Koje mjere predostrožnosti trebam poduzeti pri korištenju ultrazvuka?

Same ultrazvučne frekvencije su iznad dometa čujnog kod ljudi. Ultrazvučne vibracije se vrlo dobro spajaju u čvrste tvari i tekućine gdje mogu generirati ultrazvuk kavitacija. Iz tog razloga ne biste trebali dodirivati ultrazvučno vibrirajuće dijelove ili posegnuti u sonicirane tekućine. Prenos ultrazvučnih talasa vazdušnim putem nema dokumentovano negativan uticaj na ljudsko telo, jer je nivo prenosa veoma nizak.

Kada sonikacija teče, kolaps kavitacijskih mjehurića stvara škripu. Nivo buke zavisi od nekoliko faktora, kao što su snaga, pritisak i amplituda. Osim toga, može se generirati i subharmonični (niže frekvencijski) šum. Ova zvučna buka i njeni efekti su uporedivi sa drugim mašinama, kao što su motori, pumpe ili duvaljke. Iz tog razloga preporučujemo upotrebu odgovarajućih čepića za uši kada ste duže vrijeme blizu operativnog sistema. Osim toga, nudimo odgovarajuće kutije za zvučnu zaštitu za naše sonikatore.

P: Koja je razlika između magnetostriktivnih i piezoelektričnih pretvarača?

U magnetostriktivnim pretvaračima električna energija se koristi za generiranje elektro-magnetno polje što uzrokuje vibriranje magnetostriktivnog materijala. U piezoelektričnim pretvaračima električna snaga se direktno pretvara u uzdužne vibracije. Iz tog razloga, piezoelektrični pretvarači imaju veću konverziju. Ovo zauzvrat smanjuje zahtjeve za hlađenjem. Danas u industriji prevladavaju piezoelektrični pretvarači.
Pročitajte više o izvrsnoj energetskoj efikasnosti Hielscher sonikatora!

P: Zašto se uzorak zagrijava tokom ultrazvuka?

Ultrasonication prenosi snagu u tečnost. Mehaničke oscilacije dovode do turbulencija i trenja unutar tečnosti. Iz tog razloga ultrazvučna obrada stvara značajnu toplinu tokom obrade. Za smanjenje zagrijavanja potrebno je efikasno hlađenje. Za manje uzorke, bočice ili staklenu čašu treba držati u ledenoj kupki radi odvođenja topline.
Pročitajte više o kontroli temperature tokom ultrazvučne obrade!
Pored potencijalnog negativnog uticaja povišenih temperatura na vaše uzorke, npr. tkivo, efikasnost kavitacije se smanjuje na višim temperaturama.

P: Postoje li opće preporuke za soniciranje uzoraka?

Za ultrazvučni tretman treba koristiti male posude, jer je distribucija intenziteta homogenija nego u većim čašama. Sonotroda treba biti uronjena dovoljno duboko u tečnost kako bi se izbjeglo stvaranje pjene. Čvrsta tkiva treba macerirati, samljeti ili usitniti (npr. u tekućem dušiku) prije ultrazvučne obrade. Tokom ultrazvučne obrade mogu se stvoriti slobodni radikali koji bi mogli reagirati s materijalom. Ispiranje otopine tekućeg materijala tekućim dušikom ili uključivanje hvatača, npr. ditiotreitola, cisteina ili drugih spojeva -SH u mediju, može smanjiti štetu uzrokovanu oksidativnim slobodnim radikalima.
Pročitajte više o savjetima i trikovima za uspješnu obradu ultrazvukom!
Kliknite ovdje da vidite protokole sonikacije za Homogenizacija tkiva & liza, tretman česticama i sonohemijske primene.

P: Nudi li Hielscher zamjenjive sonotrode savjete?

Hielscher ne isporučuje zamjenjive savjete za sonotrode. Tečnosti niske površinske napetosti, kao što su rastvarači, obično prodiru u interfejs između sonotrode i zamenjivog vrha. Ovaj problem se povećava sa amplitudom oscilovanja. Tečnost može da prenese čestice u navojni deo. To uzrokuje trošenje navoja što dovodi do izolacije vrha od sonotrode. Ako je vrh izoliran, neće rezonirati na radnoj frekvenciji i uređaj će pokvariti. Stoga Hielscher isporučuje samo čvrste sonde.

Često postavljana pitanja o sonikatorima i njegovim dijelovima

Šta je ultrazvučni generator?

Ultrazvučni generator (napajanje) generiše električne oscilacije ultrazvučne frekvencije (iznad zvučne frekvencije, npr. 19kHz). Ova energija se prenosi na sonotrodu.

Šta je sonotroda/sonda?

Sonotroda (također se naziva sonda ili rog) je mehanička komponenta koja prenosi ultrazvučne vibracije sa sonde na materijal koji se sonificira. Mora biti montiran stvarno čvrsto kako bi se izbjegla trenja i gubici. Ovisno o geometriji sonotrode, mehaničke vibracije se pojačavaju ili smanjuju. Na površini sonotrode, mehaničke vibracije su uparene u tečnost. To rezultira stvaranjem mikroskopskih mjehurića (šupljina) koji se šire tokom ciklusa niskog pritiska i snažno implodiraju tokom ciklusa visokog pritiska. Ovaj fenomen se naziva akustična kavitacija. Kavitacija stvara velike sile smicanja na vrhu sonotrode i uzrokuje da se izloženi materijal intenzivno potrese.

Šta je piezoelektrični pretvarač?

Ultrazvučni pretvarač (konverter) je elektromehanička komponenta, koja pretvara električne oscilacije u mehaničke vibracije. Električne oscilacije stvara generator. Mehaničke vibracije se prenose na sonotrodu.

Koja je razlika između piezoelektričnog i magnetostriktivnog pretvarača?

Piezoelektrični pretvarač pretvara električnu energiju u mehaničke vibracije koristeći piezoelektrične kristale koji se deformišu kada se primeni električno polje, nudeći visoku efikasnost i preciznost. Magnetostriktivni pretvarač generiše vibracije putem magnetostriktivnog efekta, gde magnetni materijali menjaju oblik kao odgovor na magnetsko polje, obezbeđujući znatno nižu efikasnost u poređenju sa piezoelektričnim pretvaračima. Svi Hielscher sonikatori koriste piezo-električne pretvarače za superiornu efikasnost i pouzdan rad.

Šta je ultrazvučna amplituda/amplituda vibracije?

Amplituda vibracije opisuje veličinu oscilacije na vrhu sonotrode. Općenito se mjeri vrh-vrh. Ovo je udaljenost između položaja vrha sonotrode na max. ekspanzije i maks. kontrakcija sonotrode. Tipične amplitude sonotrode kreću se od 20 do 250 µm.

Šta je akustična kavitacija?

Akustična kavitacija je formiranje, rast i kolaps mjehurića u tekućini zbog fluktuacija tlaka od zvučnih valova visokog intenziteta. Sonikator tipa sonde je efikasna metoda za izazivanje kavitacije, jer isporučuje fokusiranu ultrazvučnu energiju direktno u tečnost. Ovo pojačava formiranje i kolaps mjehurića, stvarajući intenzivne lokalizirane uvjete, kao što su visoke temperature, pritisci i smicanje, koji su korisni u primjenama kao što su sonohemija, sinteza nanočestica i razbijanje ćelija.

Koja je razlika između direktne i indirektne sonikacije?

Direktna sonikacija uključuje postavljanje sonde direktno u tečnost, efikasno isporučujući ultrazvučnu energiju za procese kao što su liza ćelija ili sinteza nanočestica. Nasuprot tome, indirektna sonikacija prenosi ultrazvučnu energiju kroz posudu ili medij, izbjegavajući direktan kontakt s uzorkom. Ova metoda je idealna za sprječavanje kontaminacije ili obradu malih količina, ali je općenito manje energetski učinkovita.
Kliknite ovdje da saznate više o Hielscher beskontaktnim sonikatorima!