Perguntas frequentes sobre ultra-sons

Abaixo encontra as respostas às perguntas mais frequentes sobre a ultrassonografia. Se não encontrar uma resposta à sua pergunta, não hesite em perguntar-nos. Teremos todo o gosto em ajudá-lo.

• Posso sonicar solventes?
• Qual a potência ultra-sónica de que necessito?
• Os ultra-sons afectam os seres humanos? Que precauções devo tomar ao utilizar a ultrassonografia?
• Qual é a diferença entre transdutores magnetostrictivos e piezoeléctricos?
• Porque é que a amostra aquece durante a sonicação?
• Existem recomendações gerais para a sonicação de amostras?
• A Hielscher oferece pontas de sonotrodo substituíveis?

P: Posso sonicar solventes?

Teoricamente, os solventes inflamáveis podem ser inflamados por sonicação, porque a cavitação pode gerar voláteis inflamáveis ou explosivos. Por este motivo, devem ser utilizados aparelhos de ultra-sons e acessórios adequados a este tipo de aplicação ultra-sónica.
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Se necessitar que os solventes sejam sonicados, por favor contactar-nospara podermos recomendar medidas adequadas.

P: Qual a potência ultra-sónica de que necessito?

A potência ultra-sónica necessária depende de vários factores, tais como

• o volume exposto à sonicação
• o volume total a ser processado
• o tempo de processamento do volume total
• material a ser sonicado
• resultado pretendido do processo após tratamento por ultra-sons

Em geral, um volume maior requer maior potência (wattagem) ou mais tempo de sonicação. Para a maioria dos tipos de sonotrodos, a potência é distribuída principalmente pela superfície da ponta. Por conseguinte, as sondas de menor diâmetro geram um campo de cavitação mais focalizado. Uma maior intensidade ultra-sónica (expressa em potência por volume) resultará tipicamente numa maior eficiência de processamento.

P: Os ultra-sons afectam os seres humanos? Que precauções devo tomar ao utilizar a ultrassonografia?

As frequências ultra-sónicas estão acima do alcance audível dos seres humanos. As vibrações ultra-sónicas penetram muito bem em sólidos e líquidos, onde podem gerar cavitação. Por este motivo, não se deve tocar nas peças que vibram por ultra-sons nem entrar em líquidos sonicados. A transmissão aérea de ondas ultra-sónicas não tem qualquer impacto negativo documentado no corpo humano, uma vez que os níveis de transmissão são muito baixos.

Quando se procede à sonicação de líquidos, o colapso das bolhas de cavitação gera um ruído estridente. O nível do ruído depende de vários factores, como a potência, a pressão e a amplitude. Além disso, pode ser gerado um ruído de frequência sub-harmónica (frequência mais baixa). Este ruído audível e os seus efeitos são comparáveis aos de outras máquinas, como motores, bombas ou sopradores. Por este motivo, recomendamos a utilização de protectores auriculares adequados quando se está perto de um sistema operativo durante muito tempo. Além disso, oferecemos caixas de proteção acústica adequadas para os nossos sonicadores.

P: Qual é a diferença entre transdutores magnetostrictivos e piezoeléctricos?

Nos transdutores magnetostrictivos, a energia eléctrica é utilizada para gerar uma campo eletromagnético que provoca a vibração de um material magnetostrictivo. Nos transdutores piezoeléctricos, a energia eléctrica é convertida diretamente em vibrações longitudinais. Por esta razão, os transdutores piezoeléctricos têm uma conversão mais elevada. Isso, por sua vez, reduz a necessidade de refrigeração. Hoje em dia, os transdutores piezoeléctricos são predominantes na indústria.
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P: Porque é que a amostra aquece durante a sonicação?

A ultra-sons transmite energia a um líquido. As oscilações mecânicas provocam turbulências e fricção no líquido. Por este motivo, a ultrassonografia gera um calor considerável durante o processamento. É necessário um arrefecimento eficaz para reduzir o aquecimento. No caso de amostras mais pequenas, os frascos ou o copo de vidro devem ser mantidos num banho de gelo para dissipação do calor.
Leia mais sobre o controlo da temperatura durante a sonicação!
Para além do potencial impacto negativo de temperaturas elevadas nas suas amostras, por exemplo, tecido, a eficácia da cavitação diminui a temperaturas mais elevadas.

P: Existem recomendações gerais para a sonicação de amostras?

Devem ser utilizados recipientes pequenos para o tratamento ultrassónico, uma vez que a distribuição da intensidade é mais homogénea do que em copos maiores. O sonotrodo deve ser mergulhado suficientemente fundo no líquido para evitar a formação de espuma. Os tecidos duros devem ser macerados, moídos ou pulverizados (por exemplo, em azoto líquido) antes da sonicação. Durante a ultra-sons, podem ser gerados radicais livres que podem reagir com o material. A lavagem da solução de material líquido com azoto líquido ou a inclusão de sequestradores, por exemplo, ditiotreitol, cisteína ou outros compostos -SH nos meios, pode reduzir os danos causados pelos radicais livres oxidativos.
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P: A Hielscher oferece pontas de sonotrodo substituíveis?

A Hielscher não fornece pontas substituíveis para sonotrodos. Os líquidos de baixa tensão superficial, como os solventes, penetram normalmente na interface entre o sonotrodo e a ponta substituível. Este problema aumenta com a amplitude da oscilação. O líquido pode transportar partículas para a secção roscada. Isto causa desgaste na rosca, levando a um isolamento da ponta do sonotrodo. Se a ponta estiver isolada, não entrará em ressonância na frequência de funcionamento e o dispositivo falhará. Por conseguinte, a Hielscher fornece apenas sondas sólidas.

Perguntas frequentes sobre os Sonicators e os seus componentes

O que é um gerador de ultra-sons?

O gerador de ultra-sons (fonte de alimentação) gera oscilações eléctricas de frequência ultra-sónica (acima da frequência audível, por exemplo, 19 kHz). Esta energia é transmitida ao sonotrodo.

O que é um Sonotrodo/Probe

O sonotrodo (também designado por sonda ou buzina) é um componente mecânico que transmite as vibrações ultra-sónicas do transdutor para o material a ser sonificado. Tem de ser montado de forma muito apertada para evitar fricções e perdas. Dependendo da geometria do sonotrodo, as vibrações mecânicas são amplificadas ou reduzidas. Na superfície do sonotrodo, as vibrações mecânicas são acopladas ao líquido. Isto resulta na formação de bolhas microscópicas (cavidades) que se expandem durante os ciclos de baixa pressão e implodem violentamente durante os ciclos de alta pressão. Este fenómeno é designado por cavitação acústica. A cavitação gera forças de cisalhamento elevadas na ponta do sonotrodo e faz com que o material exposto se torne intensamente agitado.

O que é um transdutor piezoelétrico?

O transdutor ultrassónico (conversor) é um componente eletromecânico que converte as oscilações eléctricas em vibrações mecânicas. As oscilações eléctricas são geradas pelo gerador. As vibrações mecânicas são transmitidas ao sonotrodo.

Qual é a diferença entre um transdutor piezoelétrico e um transdutor magnetostrictivo?

Um transdutor piezoelétrico converte energia eléctrica em vibrações mecânicas utilizando cristais piezoeléctricos que se deformam quando é aplicado um campo elétrico, oferecendo uma elevada eficiência e precisão. Um transdutor magnetostrictivo gera vibrações através do efeito magnetostrictivo, em que os materiais magnéticos mudam de forma em resposta a um campo magnético, proporcionando uma eficiência significativamente menor em comparação com os transdutores piezoeléctricos. Todos os sonicadores Hielscher utilizam transdutores piezoeléctricos para uma eficiência superior e um funcionamento fiável.

O que é a Amplitude Ultra-sónica / Amplitude de Vibração?

A amplitude de vibração descreve a magnitude da oscilação na ponta do sonotrodo. É geralmente medida pico a pico. Esta é a distância entre a posição da ponta do sonotrodo na expansão máxima e na contração máxima do sonotrodo. As amplitudes típicas do sonotrodo variam de 20 a 250µm.

O que é a Cavitação Acústica?

A cavitação acústica é a formação, crescimento e colapso de bolhas num líquido devido a flutuações de pressão de ondas sonoras de alta intensidade. Um sonicador do tipo sonda é um método eficaz para induzir a cavitação, uma vez que fornece energia ultra-sónica focalizada diretamente no líquido. Isto aumenta a formação e o colapso das bolhas, gerando condições localizadas intensas, como altas temperaturas, pressões e cisalhamento, que são úteis em aplicações como sonoquímica, síntese de nanopartículas e rutura de células.

Qual é a diferença entre Sonicação Direta e Indireta?

A sonicação direta envolve a colocação de uma sonda diretamente no líquido, fornecendo energia ultra-sónica de forma eficiente para processos como a lise celular ou a síntese de nanopartículas. Em contraste, a sonicação indireta transmite energia ultra-sónica através de um recipiente ou meio, evitando o contacto direto com a amostra. Este método é ideal para prevenir a contaminação ou processar pequenos volumes, mas é geralmente menos eficiente em termos energéticos.
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Os sonotrodos/sondas são autoclaváveis?

Sim, os sonotrodos e as células de fluxo Hielscher podem ser autoclavados. Consulte as diretrizes abaixo para uma execução correta. O gerador, o transdutor, os cabos e os conectores não podem ser autoclavados!
Descarregue as diretrizes para a autoclavagem de sonotrodos e células de fluxo aqui!