Često postavljana pitanja o ultrazvuku

U nastavku ćete pronaći odgovore na najčešća pitanja o ultrazvuku. Ako ne pronađete odgovor na svoje pitanje, ne ustručavajte se pitati nas. Rado ćemo vam pomoći.

• Mogu li sonicirati otapala?
• Kolika mi je ultrazvučna snaga potrebna?
• Utječe li ultrazvuk na ljude? Koje mjere opreza trebam poduzeti pri ultrazvuku?
• Koja je razlika između magnetostrikcijskih i piezoelektričnih pretvarača?
• Zašto se uzorak zagrijava tijekom sonikacije?
• Postoje li općenite preporuke za sonikiranje uzoraka?
• Nudi li Hielscher zamjenjive vrhove sonotrode?

P: Mogu li sonicirati otapala?

Teoretski zapaljiva otapala mogu se zapaliti ultrazvukom jer kavitacijom mogu nastati zapaljive ili eksplozivne hlapljive tvari. Iz tog razloga morate koristiti ultrazvučne uređaje i pribor koji su prikladni za ovu vrstu ultrazvučne primjene.
Pročitajte više o najčešće korištenim otapalima za ultrazvučnu ekstrakciju!
Ako trebate sonikaciju otapala, molimo Kontaktirajte nas, tako da možemo preporučiti odgovarajuće mjere.

P: Koliko ultrazvučne snage trebam?

Potrebna ultrazvučna snaga ovisi o nekoliko čimbenika, kao što su:

• volumen izložen sonikaciji
• ukupni volumen koji treba obraditi
• vrijeme obrade ukupnog volumena
• materijal koji se sonicira
• željeni rezultat procesa nakon ultrazvučnog tretmana

Općenito, veći volumen zahtijeva veću snagu (vatažu) ili više vremena ultrazvuka. Za većinu tipova sonotroda, snaga se uglavnom raspoređuje preko površine vrha. Stoga sonde manjeg promjera stvaraju fokusiranije kavitacijsko polje. Veći ultrazvučni intenzitet (izražen snagom po volumenu) obično će rezultirati većom učinkovitošću obrade.

P: Utječe li ultrazvuk na ljude? Koje mjere opreza trebam poduzeti pri ultrazvuku?

Sama ultrazvučna frekvencija je iznad ljudskog čujnog raspona. Ultrazvučne vibracije se vrlo dobro spajaju u krutine i tekućine gdje mogu generirati ultrazvuk kavitacija. Iz tog razloga ne biste trebali dodirivati ultrazvučno vibrirajuće dijelove niti posezati u sonicirane tekućine. Prijenos ultrazvučnih valova zrakom nema dokumentiranih negativnih učinaka na ljudsko tijelo jer su razine prijenosa vrlo niske.

Kod sonikacije tekućina kolaps kavitacijskih mjehurića stvara škripavu buku. Razina buke ovisi o nekoliko čimbenika, kao što su snaga, tlak i amplituda. Osim toga, može se generirati subharmonijski (niže frekvencijski) šum. Ova zvučna buka i njezini učinci usporedivi su s drugim strojevima, poput motora, pumpi ili puhala. Iz tog razloga preporučujemo korištenje odgovarajućih čepića za uši kada ste duže vrijeme u blizini operativnog sustava. Osim toga, nudimo odgovarajuće kutije za zaštitu od zvuka za naše sonikatore.

P: Koja je razlika između magnetostrikcijskih i piezoelektričnih pretvarača?

U magnetostrikcijskim pretvaračima električna energija se koristi za generiranje elektro-magnetsko polje što uzrokuje vibriranje magnetostriktivnog materijala. U piezoelektričnim pretvornicima, električna snaga se izravno pretvara u uzdužne vibracije. Iz tog razloga piezoelektrični pretvarači imaju veću pretvorbu. To zauzvrat smanjuje zahtjeve za hlađenjem. Danas piezoelektrični pretvornici prevladavaju u industriji.
Pročitajte više o izvrsnoj energetskoj učinkovitosti Hielscher sonikatora!

P: Zašto se uzorak zagrijava tijekom sonikacije?

Ultrasonication prenosi snagu u tekućinu. Mehaničke oscilacije dovode do turbulencija i trenja unutar tekućine. Iz tog razloga ultrazvuk stvara značajnu toplinu tijekom obrade. Za smanjenje zagrijavanja potrebno je učinkovito hlađenje. Za manje uzorke, bočice ili staklenu čašu treba držati u ledenoj kupelji radi odvođenja topline.
Pročitajte više o kontroli temperature tijekom sonikacije!
Osim mogućeg negativnog utjecaja povišenih temperatura na vaše uzorke, npr. tkivo, učinkovitost kavitacije se smanjuje na višim temperaturama.

P: Postoje li općenite preporuke za sonikiranje uzoraka?

Za ultrazvučnu obradu treba koristiti male posude, jer je raspodjela intenziteta homogenija nego u većim čašama. Sonotrodu treba uroniti dovoljno duboko u tekućinu kako bi se izbjeglo stvaranje pjene. Tvrda tkiva treba macerirati, samljeti ili usitniti (npr. u tekućem dušiku) prije sonikacije. Tijekom ultrazvuka mogu se stvoriti slobodni radikali koji bi mogli reagirati s materijalom. Ispiranje otopine tekućeg materijala tekućim dušikom ili uključivanje čistača, npr. ditiotreitola, cisteina ili drugih -SH spojeva u medij, može smanjiti štetu uzrokovanu oksidativnim slobodnim radikalima.
Pročitajte više o savjetima i trikovima za uspješnu sonikaciju!
Kliknite ovdje da vidite protokole sonikacije za Homogenizacija tkiva & liza, obrada česticama i sonokemijske primjene.

P: Nudi li Hielscher zamjenjive vrhove sonotrode?

Hielscher ne isporučuje zamjenjive vrhove za sonotrode. Tekućine niske površinske napetosti, kao što su otapala obično prodiru u sučelje između sonotrode i zamjenjivog vrha. Ovaj problem raste s povećanjem amplitude oscilacija. Tekućina može nositi čestice u dio s navojem. To uzrokuje trošenje navoja što dovodi do izolacije vrha od sonotrode. Ako je vrh izoliran, neće rezonirati na radnoj frekvenciji i uređaj neće uspjeti. Stoga Hielscher isporučuje samo čvrste sonde.

Često postavljana pitanja o sonikatorima i njihovim dijelovima

Što je ultrazvučni generator?

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

Što je sonotroda/sonda

Sonotroda (također poznata kao sonda ili sirena) mehanička je komponenta koja prenosi ultrazvučne vibracije od sonde do materijala koji se sonificira. Mora biti postavljen jako čvrsto kako bi se izbjegla trenja i gubici. Ovisno o geometriji sonotrode, mehaničke vibracije se pojačavaju ili smanjuju. Na površini sonotrode, mehaničke vibracije su parovi u tekućinu. To rezultira stvaranjem mikroskopskih mjehurića (šupljina) koji se šire tijekom ciklusa niskog tlaka i nasilno implodiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. Ova pojava se naziva akustična kavitacija. Kavitacija stvara visoke sile smicanja na vrhu sonotrode i uzrokuje da izloženi materijal postane intenzivno uznemiren.

Što je piezo-električni pretvarač?

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

Koja je razlika između piezoelektričnog i magnetostrikcijskog pretvornika?

Piezoelektrični pretvarač pretvara električnu energiju u mehaničke vibracije pomoću piezoelektričnih kristala koji se deformiraju kada se primijeni električno polje, nudeći visoku učinkovitost i preciznost. Magnetostrikcijski pretvarač generira vibracije kroz magnetostrikcijski učinak, pri čemu magnetski materijali mijenjaju oblik kao odgovor na magnetsko polje, pružajući znatno nižu učinkovitost u usporedbi s piezoelektričnim pretvaračima. Svi Hielscher sonikatori koriste piezo-električne sonde za vrhunsku učinkovitost i pouzdan rad.

Što je ultrazvučna amplituda / amplituda vibracija?

Amplituda vibracija opisuje veličinu oscilacija na vrhu sonotrode. Općenito se mjeri vrh-vrh. Ovo je udaljenost između položaja vrha sonotrode na maks. ekspanzija i maks. kontrakcija sonotrode. Uobičajene amplitude sonotrode kreću se od 20 do 250 µm.

Što je akustična kavitacija?

Akustična kavitacija je stvaranje, rast i kolaps mjehurića u tekućini zbog fluktuacija tlaka od zvučnih valova visokog intenziteta. Sonda tipa sonicator je učinkovita metoda za induciranje kavitacije, jer isporučuje fokusiranu ultrazvučnu energiju izravno u tekućinu. Ovo poboljšava stvaranje i kolaps mjehurića, stvarajući intenzivne lokalizirane uvjete, kao što su visoke temperature, pritisci i smicanje, koji su korisni u primjenama kao što je sonokemija, sinteza nanočestica i razbijanje stanica.

Koja je razlika između izravne i neizravne sonikacije?

Izravna sonikacija uključuje postavljanje sonde izravno u tekućinu, učinkovito isporučujući ultrazvučnu energiju za procese poput lize stanica ili sinteze nanočestica. Nasuprot tome, neizravna sonikacija prenosi ultrazvučnu energiju kroz spremnik ili medij, izbjegavajući izravan kontakt s uzorkom. Ova je metoda idealna za sprječavanje kontaminacije ili obradu malih količina, ali općenito je manje energetski učinkovita.
Kliknite ovdje kako biste saznali više o Hielscher beskontaktnim sonikatorima!