超声空化技术与超声波
超声空化技术是基于超声波的一种物理现象和应用技术，而超声波是一种声波形式，二者紧密相关但又有所不同：
- 超声波：定义：超声波是一种频率高于人类听觉上限（通常大于 20kHz）的声波。它在弹性介质（如液体、固体）中传播，具有机械波的特性，能够携带能量并与介质相互作用。
方向性好：由于其波长较短，在传播过程中能够较为集中地沿特定方向传播，这使得超声波可以准确地聚焦在特定的区域或目标上，例如在医学超声成像中，超声波可以精确地扫描人体内部的器官和组织。
穿透能力强：能够穿透一些材料，如人体组织、金属材料的微小缝隙等，这为超声波在无损检测、医学诊断等领域的应用提供了基础。例如，工业上可以用超声波检测金属材料内部的缺陷，医学上可以用超声波观察胎儿的发育情况。
能量集中：具有较高的能量密度，当在介质中传播时，能够将能量传递给介质，使介质发生物理或化学变化。
- 超声空化技术：
定义：当超声波能量足够高时，会在液体中产生 “超声空化” 现象，即液体中的微小气泡（空化核）在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量，当能量达到某个阈值时，空化气泡急剧崩溃闭合。
物理效应：微射流：空化气泡在急剧崩溃时会产生速度约为 110m/s、有强大冲击力的微射流。这种微射流能够冲击液体中的颗粒、物体表面等，起到清洗、分散、破碎等作用。例如，在超声波清洗中，微射流可以有效地将物体表面的污垢冲刷掉；在纳米材料制备中，微射流可以帮助分散纳米颗粒，使其均匀分布。
局部高温高压：空化气泡崩溃的瞬间会产生局部高温（可达 5000K）、高压（可达 1800atm），这种极端的物理条件能够引发液体中的化学反应，促进物质的合成、分解等。例如，在一些有机合成反应中，利用超声空化产生的高温高压可以加速反应速率，提高反应产率。
应用领域：
工业领域：在材料加工方面，可用于纳米材料的分散、粒径减小、颗粒合成和沉淀等，能够制备出高质量的纳米材料；在清洗方面，超声波清洗机利用超声空化原理可以清洗各种精密零件、电子器件等，去除表面的污垢和杂质。
医学领域：如白内障超声乳化手术，利用超声空化效应将眼内的不溶性固体（白内障）粉碎成微粒，然后与周围液体形成乳化液并吸出，达到治疗的目的。
环保领域：可用于污水处理，通过超声空化产生的物理效应破坏污水中的有机物分子结构，使其分解为无害的物质，提高污水处理效果。
