Pogosta vprašanja o ultrazvoku

Spodaj boste našli odgovore na najpogostejša vprašanja o sonikaciji. Če ne najdete odgovora na svoje vprašanje, nas brez zadržkov vprašajte. Z veseljem vam bomo pomagali.

• Ali lahko soniciram topila?
• Kolikšno ultrazvočno moč potrebujem?
• Ali ultrazvok vpliva na ljudi? Katere previdnostne ukrepe moram upoštevati pri sonikaciji?
• Kakšna je razlika med magnetostrikcijskimi in piezoelektričnimi pretvorniki?
• Zakaj se vzorec med sonikacijo segreva?
• Ali obstajajo splošna priporočila za sonikacijo vzorcev?
• Ali Hielscher ponuja zamenljive konice sonotrod?

V: Ali lahko soniciram topila?

Teoretično bi se vnetljiva topila lahko vžgala zaradi sonikacije, saj lahko pri kavitaciji nastanejo vnetljive ali eksplozivne hlapne snovi. Zato morate uporabljati ultrazvočne naprave in dodatno opremo, ki so primerni za tovrstno ultrazvočno uporabo.
Preberite več o pogosto uporabljenih topilih za ultrazvočno ekstrakcijo!
Če potrebujete sonikacijo topil, vas prosimo, da stopite v stik z nami, da vam lahko priporočimo ustrezne ukrepe.

V: Kolikšno ultrazvočno moč potrebujem?

Potrebna ultrazvočna moč je odvisna od več dejavnikov, kot so:

• prostornina, izpostavljena sonikaciji
• skupna prostornina, ki jo je treba obdelati
• čas za obdelavo celotne prostornine
• material, ki ga je treba sonicirati
• želeni rezultat procesa po ultrazvočni obdelavi

Na splošno večja prostornina zahteva večjo moč (v vatih) ali daljši čas sonikacije. Pri večini vrst sonotrod je moč porazdeljena predvsem po površini konice. Zato sonde z manjšim premerom ustvarjajo bolj usmerjeno kavitacijsko polje. Večja ultrazvočna intenzivnost (izražena kot moč na prostornino) običajno zagotavlja večjo učinkovitost obdelave.

V: Ali ultrazvok vpliva na ljudi? Katere previdnostne ukrepe moram upoštevati pri sonikaciji?

Ultrazvočne frekvence so nad območjem človeškega sluha. Ultrazvočne vibracije se zelo dobro prenašajo v trdne snovi in tekočine, kjer lahko povzročijo ultrazvočno kavitacijo. Zato se ne smete dotikati delov, ki ultrazvočno vibrirajo, ali segati v tekočine, ki se sonicirajo. Prenos ultrazvočnih valov po zraku nima dokumentiranih negativnih vplivov na človeško telo, saj so ravni prenosa zelo nizke.

Pri sonikaciji tekočin sesedanje kavitacijskih mehurčkov ustvarja vreščeč hrup. Raven hrupa je odvisna od več dejavnikov, kot so moč, tlak in amplituda. Poleg tega lahko nastane hrup s subharmoničnimi (nižjimi) frekvencami. Ta slišni hrup in njegovi učinki so primerljivi s hrupom drugih strojev, kot so motorji, črpalke ali puhala. Zato priporočamo uporabo ustreznih ušesnih čepkov, kadar ste dlje časa v bližini delujočega sistema. Poleg tega za naše sonikatorje ponujamo ustrezna protihrupna ohišja.

V: Kakšna je razlika med magnetostrikcijskimi in piezoelektričnimi pretvorniki?

Pri magnetostrikcijskih pretvornikih se električna moč uporablja za ustvarjanje elektromagnetnega polja , ki povzroči vibriranje magnetostrikcijskega materiala. Pri piezoelektričnih pretvornikih se električna moč neposredno pretvori v vzdolžne vibracije. Zato imajo piezoelektrični pretvorniki večji izkoristek pretvorbe. To posledično zmanjša potrebe po hlajenju. Danes v industriji prevladujejo piezoelektrični pretvorniki.
Preberite več o odlični energijski učinkovitosti sonikatorjev Hielscher!

V: Zakaj se vzorec med sonikacijo segreva?

Sonikacija prenaša moč v tekočino. Mehansko nihanje povzroča turbulenco in trenje v tekočini. Zato sonikacija med obdelavo ustvarja precej toplote. Za zmanjšanje segrevanja je potrebno učinkovito hlajenje. Pri manjših vzorcih je treba viale ali steklene čaše hraniti v ledeni kopeli za odvajanje toplote.
Preberite več o nadzoru temperature med sonikacijo!
Poleg morebitnega negativnega vpliva povišanih temperatur na vaše vzorce, npr. tkivo, se pri višjih temperaturah zmanjša tudi učinkovitost kavitacije.

V: Ali obstajajo splošna priporočila za sonikacijo vzorcev?

Za ultrazvočno obdelavo je treba uporabljati majhne posode, saj je porazdelitev intenzivnosti bolj homogena kot v večjih čašah. Sonotrodo je treba potopiti dovolj globoko v tekočino, da se prepreči penjenje. Trda tkiva je treba pred sonikacijo macerirati, zmleti ali uprašiti (npr. v tekočem dušiku). Med sonikacijo lahko nastanejo prosti radikali, ki bi lahko reagirali z materialom. Izpiranje raztopine tekočega materiala s tekočim dušikom ali dodajanje lovilcev prostih radikalov, npr. ditiotreitola, cisteina ali drugih spojin -SH, v medije lahko zmanjša poškodbe, ki jih povzročajo oksidativni prosti radikali.
Preberite več o nasvetih in trikih za uspešno sonikacijo!
Kliknite tukaj za ogled protokolov sonikacije za homogenizacijo in lizo tkiv, obdelavo delcev in sonokemijske aplikacije.

V: Ali Hielscher ponuja zamenljive konice sonotrod?

Hielscher ne dobavlja zamenljivih konic za sonotrode. Tekočine z nizko površinsko napetostjo, kot so topila, običajno prodrejo v stik med sonotrodo in zamenljivo konico. Ta težava se stopnjuje z amplitudo nihanja. Tekočina lahko prenese delce v navojni del. To povzroča obrabo navoja, zaradi katere se konica loči od sonotrode. Če je konica ločena, ne bo resonirala pri delovni frekvenci in naprava bo odpovedala. Zato Hielscher dobavlja samo enodelne sonde.

Pogosta vprašanja o sonikatorjih in njihovih delih

Kaj je ultrazvočni generator?

Ultrazvočni generator (napajalnik) ustvarja električna nihanja z ultrazvočno frekvenco (nad slišno frekvenco, npr. 19kHz). Ta energija se prenaša na sonotrodo.

Kaj je sonotroda/sonda

Sonotroda (imenovana tudi sonda ali rog) je mehanska komponenta, ki prenaša ultrazvočne vibracije s pretvornika na material, ki ga je treba sonicirati. Nameščena mora biti zelo trdno, da se preprečijo trenje in izgube. Glede na geometrijo sonotrode se mehanske vibracije ojačajo ali zmanjšajo. Na površini sonotrode se mehanske vibracije prenašajo v tekočino. To povzroči nastanek mikroskopskih mehurčkov (votlin), ki se med cikli nizkega tlaka širijo in med cikli visokega tlaka silovito implodirajo. Ta pojav se imenuje akustična kavitacija. Kavitacija na konici sonotrode ustvarja velike strižne sile in povzroča intenzivno mešanje izpostavljenega materiala.

Kaj je piezoelektrični pretvornik?

Ultrazvočni pretvornik (konverter) je elektromehanska komponenta, ki pretvarja električna nihanja v mehanske vibracije. Električna nihanja ustvarja generator. Mehanske vibracije se prenašajo na sonotrodo.

Kakšna je razlika med piezoelektričnim in magnetostrikcijskim pretvornikom?

Piezoelektrični pretvornik pretvarja električno energijo v mehanske vibracije s pomočjo piezoelektričnih kristalov, ki se ob delovanju električnega polja deformirajo, ter zagotavlja visok izkoristek in natančnost. Magnetostrikcijski pretvornik ustvarja vibracije z magnetostrikcijskim učinkom, pri katerem magnetni materiali spreminjajo obliko kot odziv na magnetno polje, njegov izkoristek pa je bistveno nižji kot pri piezoelektričnih pretvornikih. Vsi sonikatorji Hielscher uporabljajo piezoelektrične pretvornike za vrhunski izkoristek in zanesljivo delovanje.

Kaj je ultrazvočna amplituda / amplituda vibracij?

Amplituda vibracij opisuje velikost nihanja na konici sonotrode. Običajno se meri od vrha do vrha. To je razdalja med položajema konice sonotrode pri največjem raztezanju in največjem krčenju sonotrode. Značilne amplitude sonotrod segajo od 20 do 250µm.

Kaj je akustična kavitacija?

Akustična kavitacija je nastajanje, rast in sesedanje mehurčkov v tekočini zaradi nihanj tlaka, ki jih povzročajo zvočni valovi visoke intenzivnosti. Sonikator s sondo je učinkovita metoda za povzročanje kavitacije, saj usmerjeno ultrazvočno energijo dovaja neposredno v tekočino. To okrepi nastajanje in sesedanje mehurčkov ter ustvarja intenzivne lokalne razmere, kot so visoke temperature, tlaki in strig, ki so uporabne pri aplikacijah, kot so sonokemija, sinteza nanodelcev in razgradnja celic.

Kakšna je razlika med neposredno in posredno sonikacijo?

Pri neposredni sonikaciji se sonda vstavi neposredno v tekočino, kar omogoča učinkovito dovajanje ultrazvočne energije za procese, kot sta liza celic ali sinteza nanodelcev. Pri posredni sonikaciji pa se ultrazvočna energija prenaša skozi posodo ali medij, s čimer se prepreči neposreden stik z vzorcem. Ta metoda je idealna za preprečevanje kontaminacije ali obdelavo majhnih prostornin, vendar je na splošno manj energijsko učinkovita.
Kliknite tukaj in izvedite več o brezkontaktnih sonikatorjih Hielscher!

Ali je sonotrode/sonde mogoče avtoklavirati?

Da, sonotrode in pretočne celice Hielscher je mogoče avtoklavirati. Za pravilno izvedbo upoštevajte spodnje smernice. Generatorja, pretvornika, kablov in priključkov ne smete avtoklavirati!
Tukaj prenesite smernice za avtoklaviranje sonotrod in pretočnih celic!