Siêu âm là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của các phần tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con người (16 20kHz). Ngoài ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay sóng nén, nghĩa là trong trường siêu âm các phần tử dao động theo phương cùng với phương truyền của sóng. Các thông số của quá trình siêu âm:+ Tần số (Frequency, Hz): là số dao động phần tử thực hiện được trong 1 giây, (Hz).+ Biên độ (Amplitude): biểu thị mức độ thay đổi áp suất (so với áp suất cân bằng của môi trường) trong quá trình dao động.
MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN Tiểu luận: - Siêu âm gì? - Nguyên lý tạo thành sóng siêu âm - Nêu số ứng dụng thực tiển sóng siêu âm BÀI LÀM I Siêu âm gì? - Siêu âm sóng học hình thành lan truyền dao động phần tử khơng gian có tần số lớn giới hạn ngưỡng nghe người (16- 20kHz) Ngồi ra, sóng siêu âm có chất sóng dọc hay sóng nén, nghĩa trường siêu âm phần tử dao động theo phương với phương truyền sóng - Các thơng số q trình siêu âm: + Tần số (Frequency, Hz): số dao động phần tử thực giây, (Hz) + Biên độ (Amplitude): biểu thị mức độ thay đổi áp suất (so với áp suất cân môi trường) trình dao động + Cường độ (Intensity, W/m2): lượng mà sóng siêu âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm Cơng thức tính I = P/S; P cơng suất nguồn âm (W), S diện tích miền truyền âm (m2) + Mức cường độ âm (Sound pressure level, B): đại lượng tính cơng thức: L = lg(I/Io) Trong I cường độ âm điểm cần tính, I o cường độ âm chuẩn (âm ứng với tần số f = 1000 Hz) có giá trị là: 10-12 W/m2 Hình 1: Các khoảng tần số sóng siêu âm - Con người nghe sóng âm có tần số từ 16 Hz đến 18 kHz Sóng siêu âm tên gọi sóng có tần số cao 18 kHz Giới hạn tần số sóng siêu âm thường MHz chất khí 500 MHz chất lỏng hay chất rắn Trong phạm vi ứng dụng, sóng siêu âm chia thành sóng siêu âm tần số thấp, lượng cao (20kHz-100kHz) sóng siêu âm tần số cao, biên độ nhỏ (2MHz-10MHz) (Kuldiloke J., 2002) Sử dụng sóng siêu âm lượng cao công nghệ thực phẩm ngày khảo sát tỉ mỉ Phần lớn nghiên cứu áp dụng tần số sóng khoảng từ 20 kHz đến 40 kHz (Povey M.I.W and Mason T.J, 1998) Hình 2: Phạm vi tần số sóng siêu âm Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN II Nguyên lý tạo thành sóng siêu âm Thiết bị phát sóng siêu âm phải gồm có phần tối cần thiết sau: - Bộ phận chuyển phần lớn điện thành dòng điện xoay chiều tần số cao để vận hành phận biến đổi - Bộ phận biến đổi chuyển dòng điện xoay chiều tần số cao thành dao động Phần lớn thiết bị phát sóng siêu âm ngày sử dụng kỹ thuật áp điện Hình dạng kích thước phận phụ thuộc vào tần số làm việc, phận 20 kHz có chiều dài gấp đôi phận 40 kHz Năng lượng qua biến đổi chuyển ngược lại thành bình phương tần số dao động, thiết bị lượng cao tần số thấp trọng Bộ phận biến đổi nối với hệ thống truyền sóng thơng qua thiết bị phụ (Povey M.I.W and Mason T.J, 1998) - Hệ thống truyền sóng truyền dao động vào lòng chất lỏng Trong thiết bị phát sóng siêu âm dạng bể, phận biến đổi gắn đáy bể truyền trực tiếp dao động vào chất lỏng bồn Tuy nhiên, thiết bị lượng cao (thiết bị dạng thanh/que) dao động khuyếch đại truyền vào môi trường lỏng nhờ thiết bị trung gian gắn với phận biến đổi Theo thời gian, đầu phận trung gian bị mòn bị giảm chiều dài cần thiết người ta phải lắp đầu tháo gỡ (Povey M.I.W and Mason T.J, 1998) - Hệ thống truyền sóng truyền dao động vào lòng chất lỏng Trong thiết bị phát sóng siêu âm dạng bể, phận biến đổi gắn đáy bể truyền trực tiếp dao động vào chất lỏng bồn Tuy nhiên, thiết bị lượng cao (thiết bị dạng thanh/que) dao động khuyếch đại truyền vào mơi Hình 3: Thiết bị phát sóng siêu âm dạng Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN - Siêu âm dựa nguyên tắc hoạt động hệ thống định vị lồi dơi, tàu thuyền Khi sóng âm va vào vật thể, bị dội trở lại, phản âm trở lại Bằng cách đo sóng dội này, người ta xác định độ xa kích thước, hình dạng mật độ (vật thể có tính chất rắn, hay chứa đầy dịch, hai) vật thể - Trong siêu âm, đầu dò vừa phát sóng âm vừa ghi nhận sóng dội trở lại Khi đầu dò ấn vào da, truyền xung nhỏ sóng âm có tần số cao khơng nghe vào thể Khi sóng âm dội lại từ nội tạng bên thể, dịch mô, microphone nhạy cảm đầu dò ghi nhận lại thay đổi nhỏ cao độ hướng âm Những tín hiệu sóng đo đạc thể máy vi tính cách tạo hình ảnh theo thời gian thực hình Một nhiều khung hình chụp lại làm hình tĩnh Siêu âm Doppler, ứng dụng đặc biệt siêu âm, dùng để đo hướng vận tốc tế bào máu chúng di chuyển mạch máu Sự chuyển động tế bào máu gây thay đổi cao độ sóng âm phản hồi lại (được gọi hiệu ứng Doppler) Máy vi tính thu thập xử lý sóng âm để tạo biểu đồ hình màu thể dòng chảy máu mạch máu * Cơ sở vật lý siêu âm - Cơ chế phát sóng âm: Sóng âm tạo chuyển đổi lượng từ điện thành sóng xung tương tự phát xạ tia X, phát từ đầu dò, có cấu trúc gốm áp điện (piezoelectric) Sóng âm truyền qua vật chất mà không truyền qua chân khơng, khơng có tượng rung - Một đặc điểm tần số sóng âm phụ thuộc vào chất vật có độ rung khác Đơn vị đo tần số Hertz, tức số chu kỳ dao động giây - Bản chất Siêu âm: để hiểu siêu âm ta phải hiểu âm thanh, dao động sóng hình sin có tần số từ 20Hz - 20.000Hz sóng âm tần số thấp < 20Hz gọi Hạ âm, > 20.000Hz gọi Siêu âm Trong lĩnh vực Y tế người ta dùng sóng âm với tần số từ MHz đến 20 MHz (1 MHz = 109Hz) tùy theo yêu cầu thăm khám - Tính chất Siêu âm: + Sự lan tuyền sóng âm - Sự suy giảm hấp thu: Trong môi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, bị lượng dần gọi suy giảm Sự suy giảm theo luật nghịch đạo bình phương khoảng cách Sự hấp thu quan trọng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt Tuy nhiên lượng siêu âm không giống xạ tia X, có hiệu ứng quang từ hiệu ứng Compton Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng tỷ trọng môi trường vật chất xuyên qua, thể người: mỡ 1450; nước 1480; mô mềm 1540; xương 4100 m/s + Sự phản xạ hay phản hồi: Trong môi trường có cấu trúc khơng đồng nhất, phần sóng âm phản hồi mặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phần lại lan truyền theo hướng chùm sóng âm phát Như vậy, đường ranh giới hai mơi trường có trở kháng âm (acoustic impedance), ký hiệu Z, Z khác tùy thuộc cấu trúc vật chất đặc biệt số nguyên tử Sóng phản hồi thu nhận đầu dò, sau xử lý máy truyền ảnh lên hình (display), ghi lại phim, giấy in băng đĩa Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN từ Tất nhiên sóng phản hồi khơng thu nhận đầu dò bị biến theo luật suy giảm + Sự khúc xạ, nhiễu âm: Khi chùm sóng qua mặt phẳng phân cách với góc nhỏ, chùm âm phát bị thụt lùi khoảng so với chùm âm tới gọi nhiễu âm Chính điều tạo ảnh giả II Một số ứng dụng thực tiển sóng siêu âm Sóng siêu âm ngày sử dụng rộng rãi lĩnh vực khác đời sống, khoa học công nghệ Dưới số ứng dụng quan Siêu âm công nghiệp, nông nghiệp y học 1.1 Dùng siêu âm để kiểm tra chất lượng sản phẩm - Ngày nay, nhờ tiến khoa học kỷ thuật mà thiết bị kiểm tra siêu âm phát triển đa dạng nhiều lĩnh vực như: Siêu âm kiểm tra chiều dày, độ đồng đều, phát khuyế tật kim loạivà mối hàn kim loại; Siêu âm phát vị trí, đường kính cốt thép chiều dày lớp bê tông bảo vệ bê tông cốt thép; Siêu âm kiểm tra độ đồng nhất, phát vết nứt, chiều sâu vết nứt tính cường độ bê tông; Siêu âm kiểm tra chất lượng bê tông cọc khoan nhồi Hình 4: siêu âm tra 5: Máy siêu âm kiểm tra chất lượng bê tông khuyết tật kim loại Máy kiểm Hình Hình 6: Máy siêu âm kiểm tra chất lượng bê tông cọc khoan nhồi - Nguyên lý kiểm tra sóng siêu âm sử dụng sóng siêu âm để tiến hành kiểm tra thực phép đo Hệ kểm tra siêu âm điển hình gồm phát xung, biến tử, phận hiển thị Bộ phát xung thiết bị điện tử phát xung điện áp, kích thích biến tử phát sóng siêu âm Năng lượng âm hình thành lan truyền qua vật liệu dạng sóng Khi có khơng liên Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN tục (như nứt, rổ) đường truyền sóng, phần lượng phản xạ trở lại từ bề mặt khuyết tật Tín hiệu sóng phản xạ chuyển thành tín hiệu nhờ biến tử thể hình Thời gian truyền tín hiệu gắn liền với khoảng cách tuyền qua.Từ thơng tin nhận người ta biết vị trí, kích thước khuyết tật độ đặc vật liệu kiểm tra 1.2.Gia công vật liệu cứng siêu âm - Các vật liệu cứng thường dòn, nên việc gia cơng chúng khó khăn, với hình dạng phức tạp đòi hỏi độ xác cao Người ta dùng sóng siêu âm để giải khó khăn đặt gia cơng vật liệu nói Có thể nói phương pháp độc đáo Sóng siêu âm khoan sâu vào vật liệu cứng, ròn theo hình dạng mang lại độ xác cao với quy trình tương đối đơn giản Hình 7: Sơ đồ ngun lý gia cơng siêu âm 1.3.Hàn siêu âm - Hàn siêu âm tương tự hàn ma sát Các dao động siêu âm (tần số cở 20kHz kích thước tín hiệu từ máy phát dao động điện cơng suất lớn (tác động vào vùng nhỏ mối hàn làm cho vùng cần hàn trở nên dẻo, sau dùng lực ép (cơ học khí nén) đẩy Các chi tiết cần nối lại với tới khoảng cách tương tác lực nguyên tử phát sinh mối lien kết chặt chẽ thành mối hàn có cấu trúc kim loại bị thay đổi so với phương pháp hàn khác hàn siêu âm có khả nối mỏng (cỡ vài µm với dày, hàn chi tiết tinh vi nhỏ bé mà không đòi hỏi làm đặc biệt Trong trường hợp vừa làm sạch, vừa hàn giảm đáng kể điện tiêu thụ Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN Hình 8: Sơ đồ nguyên lý máy hàn siêu âm 1.4 Tăng nhanh trình sản xuất siêu âm - Suốt thời gian dài người ta cho rằng, số chất lỏng khơng thể hòa tan với (nước với dầu hỏa nước với thủy ngân, nước nhiều dung môi hữu quan trọng khác) Yêu cầu sẩn xuất ngành cơng nghiệp thực phẩm, hóa dược học ,…đòi hỏi phải chế tạo nhũ tương chất lỏng Và, sóng siêu âm giải khó khăn tưởng chừng khơng thể - Cho chất lỏng khơng trộn lẫn với vào bình chứa Rất tự nhiên, chúng hình thành ranh giới phân chia rõ ràng Chất lỏng nặng nằm chất lỏng nhẹ Một chum siêu âm công suất lớn tác động vào chúng gây tượng catitacy hiệu ứng gió âm, làm cho chất lỏng bị xé ra, kết biên giới phân chia chúng bị xóa bỏ, phần tử nhỏ bé, chất lỏng khuếch tán vào nhau, nghĩa chúng trộn với - Nhờ sức mạnh sống siêu âm phản ứng hóa học mà đuộc dung nhiều nghành kỹ thuật song siêu âm làm cho trình polymer hóa , trùng hộp, q trình kết tủa, đuỗi khí, tinh thể hóa đơn tinh thể, q trình thể hóa luyện kim màu Sóng siêu âm làm tang q trình làm nhỏ hạt cơng nghiệp luyện kim, q trình lắng động thành bình, hóa dược sống siêu âm có ứng dụng độc đáo, gần không thấy số trường hợp 1.5 Sấy khô siêu âm - Trong kỹ thuật xấy khô vật liệu khâu thiếu, nhiên có nhiếu loại vật liệu khơng thể xấy khơ nhiệt nhiệt độ cao làm thay đổi tính chất chúng Vì sấy khơ siêu âm phương pháp tối ưu - Sóng siêu âm có cường độ đử mạnh làm cho hạt môi trường dao động với biên độ lớn.các hạt môi trường tác động lên bề mặt vật liệu làm cho phân tử dao động theo Kết liên kết bị phá vỡ, ẩm nước dân ngồi 1.6 Siêu âm cơng nghiệp thực phẩm - Trong nghành cơng nghiệp thực phẩm siêu ậm có nhiệm vụ bảo quản, nâng cao chất lượng sản phẩm, tác dụng siêu âm tần số, cường độ xác định môi trường phù hợp, chất lượng số thực phẩm tang lên rỡ rệt Ngoài siêu âm dùng cho tiệt trùng thực phẩm bảo quản lâu với chất lượng cao Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN 1.7 Siêu âm y học - Sóng siêu âm trở thành linh hồn thiết bị đại từ việc chuẩn đoán điều trị đến phòng bệnh, sống siêu âm có đóng góp quan trọng - Trước hết sóng siêu âm chuẩn đoán ung thư giao đoạn Khi tế bào ung thư hình thành, tế bào có thay đổi kích thước so với tế bào lành, làm thay đổi vận tốc sóng truyền qua Do khơng đồng tổ chức thể gây khối u này, người ta chiếu chùm sóng siêu âm định hướng hẹp vào thể ghi nhận tín hiệu phản xạ, từ xác định khối u vị trí mức độ phát triển - Trong phẩu thuật, sóng siêu âm có đóng góp đáng kể, dung để phá hủy tế bào khối u mà không ảnh hưởng đến tế bào lành, chùm sóng siêu âm hẹp với cường độ tương đối lớn (hàng chục W/cm2) qua phận tập trung lượng tập chung vào phạm vi nhỏ, nên sau thời gian ngắn chúng phá hủy tế bào mang bệnh, ngồi có khả phòng bệnh cách chủ động 1.8 Siêu âm công nghiệp - Là khâu quan trọng nhất, định xuất trồng lý giống người ta dung sống siêu âm phương pháp đặc biệt hiệu để xử lý hạt giống, sống siêu âm làm thay đổi cấu trúc phân tử , thay đổi thành phần acide amyl, đồng thời làm tang nhanh Ơxi hóa hạt giống, sóng siêu âm làm cho sản lượng trồng tăng lên đáng kể Ngồi ra, sóng siêu âm xử lý đất trồng cho hiệu tốt đẹp Các nhà khoa học cho biết, sóng siêu âm tác dụng lên vi sinh vật đất, kích thích chúng phát triển làm cho tỷ lệ mùn tăng lên, sóng siêu âm tiêu diệt ký sinh trùng có hại cho trồng Sóng siêu âm nghiên cứu biển đại dương 2.1 Siêu âm ngành địa chất biển - Trong lĩnh vực địa chất thăm dò biển đại dương, sóng âm có vai trò quan trọng từ địa chất cơng trình, trinh sát mặt bằng, vẽ biểu đồ mặt đáy biển, nghiên cứu cấu trúc phân lớp phức tạp lớp vỏ trái đất nằm sau đáy đại dương thăm dò tài nguyên phong phú lòng đại dương - Nhờ sóng siêu âm mà nhà khoa học nghiên cứu đáy đại dương quy mô giới phát nhiều điều lạ Đó dãy núi ngầm lớn lòng đại tây dương, khe máng sâu rộng chạy dọc theo chiều hướng khác đáy Đại Tây Dương - Bằng phương pháp định vị siêu âm người ta xác định kết cấu phân lớp địa tầng đáy biển phát nhiều mỏ quặng , mỏ nhiên liệu nhiều tài nguyên có giá trị kinh tế cao 2.2 Siêu âm với ngành cá biển - Gần thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến điều nghiên cứu, áp dụng vào nghề cá biển, đó, kỹ thuật hữu hiệu có nhiều triển vọng kỹ thuật siêu âm Máy dò cá siêu âm cho phép xác định vị trí hướng di chuyển vân tốc đàng cá, tính chất gầy béo loại cá, nhờ sản lượng cá tăng lên đáng kể Siêu âm nghiên cứu khoa học 3.1 Tương tác Phonon –Electron - Vật rắn có cấu tạo tinh thể bền vững Các electron liên kết với mạng tinh thể mức độ khác nhau, có electron vùng dẫn tham gia tương tác với sóng đàn hồi (phonon) Khi có chùm siêu âm vào tinh thể (bán dẫn chẳng hạn) sẻ làm phát sinh tương tác phonon electron Kết có trao đổi lượng giửa dong siêu âm tinh thể bán dẫn thông qua trao đổi lượng phonon electron Nói cách khác, lượng chùm siêu âm Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN bị tiêu hao hấp thụ tinh thể bán dẫn Nếu điều khiển trình trao đổi lượng theo hướng electron sẻ cung cấp thêm lượng cho phonon làm cho sóng siêu âm không bị hấp thụ, mà ngược lại tăng cường thêm Trong trường hợp tương tác electron phonon phát xạ phonon Một môi trường có khả phát xạ phonon tương tác phonon electron môi trường khuếch đại trực tiếp sóng siêu âm Hiệu ứng sở chế tạo máy khuếch đại sóng siêu âm, phương tiện thuật lợi để nghiên cứu cấu trúc vật rắn nói chung Hầu hết thơng số qua trọng chất bán dẫn điều liên quan đến hệ số khuếch đại sóng siêu âm 3.2 Tương tác photon phonon –máy phát siêu âm laser - Laser thành tựu to lớn khoa học kỹ thuật hiên đại nói chung âm lượng tử nói riêng Dùng chùm laser chiếu vào mơi trường vật chất để tạo tương tác photon với môi trường Thực chất, photon tương tác dao động mạng tinh thể (tương tác photonphonon) gây tượng tán xạ tổ hợp - Trong tương tác photon khơng hấp thụ phonon mà phát xạ phonon Kết tạo nguồn phát phonon tần số cực siêu âm với cường độ cao Như tương tác photon – phonon cho phép chế tạo máy phát sóng cực siêu âm tạo khả nghiên cứu hiệu ứng phi tuyến môi trường hai phương pháp quang học (quang phi tuyến) âm học (âm phi tuyến) Đó kết hợp chặc chẽ quang lượng tử âm lượng tử tạo công cụ hữu hiệu để tạo cấu trúc vật chất Các máy phát phonon tần số cao, cường độ lớn trở thành sản phẩm quý giá nghiên cứu khoa học, phần kết hợp hai lĩnh vực Dùng siêu âm để tổng hợp vật liệu 4.1 Tổng hợp vật liệu hệ vô – polymer - Mặc dù không sử dụng thông thường vật liệu hữu cơ, polymer với thành phần chủ yếu vô có số tính chất đặc biệt làm cho chúng có ý nghĩa thương mại Theo nghiên cứu, siêu âm sinh gia tốc đáng kể việc trùng hợp cation hợp chất cyclic siloxanes để chế tạo loại nhựa dẻo silicon quan trọng Các polymer chế tạo tác động siêu âm hạn chế đa phát tán, có trọng mượng phân tử lớn so với polymer chế tạo điều kiện thông thường Trong trình tăng trùng hợp, acid xúc tác tác động nhiều dẫn đến phản ứng đồng Vì vậy, chiều dài chuỗi polymer giảm Tuy nhiên, thoái biến siêu âm ảnh hưởng đến chiều dài chuỗi polymer cần nghiên cứu kỹ lưỡng suốt giai đoạn cuối phản ứng trùng hợp 4.2 Tổng hợp vật liệu hệ hữu – polymer: vinyl polymer - Đa số polymer hưu không tổng hợp từ monomer chứa tương tác liên kết đôi(chẳng hạn olefins vinyl monomers), mà phải trải qua phát triển chuỗi phản ứng phụ Phương pháp tổng hợp đơn giản gốc tự dung dịch Các gốc tự tạo từ hiệu ứng hình thành lỗ hổng tác động sóng siêu âm chất lỏng - Siêu âm tạo gốc tự cần thiết cho phản ứng trùng hợp ban ban đầu Điều xảy theo hai hướng Sự tác động siêu âm lên monomer tinh khiết làm phát sinh gốc tự thơng qua phân hủy bên bọt khí bề mặt phân giới nó; phân hủy chất phụ gia ban đầu làm tốc độ phản ứng tăng nhanh Khi tạo nhiệt độ, áp suất dung môi cường dộ siêu âm phù hợp, người ta phán đốn Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN điều khiển tốc độ phản ứng ban đầu Tốc độ phản ứng ban đầu tỉ lệ với nồng độ monomer phụ thuộc vào bậc hai cường dộ siêu âm Trọng lượng nguyên tử cuối tahy đổi nghịch đảo với nồng độ monomer tỉ lệ nghịch với bậc hai cường độ siêu âm Về bản, tốc độ ban đầu tỉ lệ với số lượng vị trí sinh lỗ hổng có, nghĩa phụ thuộc vào cường độ sóng siêu âm ban đầu 4.3 Tổng hợp vật liệu sinh học - Một ứng dụng khác sóng siêu âm phản ứng hóa học tổng hợp vật liệu sinh học, đáng ý tiểu bào tử protein Mặc dù, ảnh hưởng mặt hóa học siêu âm vào dung dịch có nước nghiên cứu nhiều năm nay, tác động siêu âm môi trường nước tổng hợp vật liệu sinh học quan tâm gần đây, đặc biệt Polyme cao cấp Cơ chế gây hỉnh thành tiểu cầu tử tổ hợp hai tượng âm học: chuyể thành thể sửa hình thành lổ hỏng Sự chuyển thể sửa tác động siêu âm tạo phân tán cực nhỏ dung dịch protein cần thiết để hình thành tiểu cầu tử có chứa protein Tuy nhiên, có hình thành thể sữa khơng đủ để sinh tiểu cầu tử có thời gian sống dài Thời gian sống dài tiểu cầu tử liên kết chéo lớp protein tác động siêu âm 4.4 Tổng hợp vật liệu vơ có cấu trúc nano - Các dung dịch rắn chế tạo từ thành phần có kích thước nano (sau gọi tắt vật liệu nano) sỡ hữu nhiều tính chất khác biệt so với dung dịch rắn chế tạo theo phương pháp thông thường Việc tổng hợp vật liệu nano bao gồm kỹ thuật pha khí, phương pháp pha lỏng phương pháp hỗn hợp pha - Hơn 10 năm trước phản ứng hóa học hợp chất hữu kim loại dễ bay tác động siêu âm khai thác phương pháp thông thường để tổng hợp vật liệu nano Hình 9: Tổng hợp vật liệu nano phương pháp hóa sử dụng siêu âm cơng suất - Sử dụng điều kiện mạnh bên bọt khí sinh lỗ hổng, Suslick đồng tạo trạng thái khác câu trúc nano thông thường kim loại vơ định hình, hợp kim kiểm chứng hoạt tính xúc tác chúng Các hợp chất hữu kim loại dễ bay phân hủy bên bọt khí nổ tung , kết nguyên tử kim loại kết tụ để hình thành vật liệu có cấu trúc nano 4.5 Tổng hợp kim loại vơ định hình, hợp kim, chất keo cấu trúc nano - Truyền sóng siêu âm vào dung dịch hợp chất hữu kim loại hoạt động dễ bay Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN làm hình thành kết tụ xốp mức cao đám kim loại vơ định hình kích thước nano Kỹ thuật hóa học tác động siêu âm ( hóa siêu âm) sử dụng để tổng hợp hợp kim có cấu trúc nano Suslick đồng lần chứng minh điều hợp kim Fe-Co,với nguyên liệu ban đầu Fe(Co), Co(Co1) Hỗn hợp Fe-Co điều khiển dễ dàng thay đổi tỉ số nồng độ dung dịch chất ban đầu,các hợp kim thay đổi thành phần Fe tinh khiết đến Co tinh khiết thu dễ dàng đồng kích thước nano Hình 10: Sắt vơ định hình tổng hợp cách phân hủy Fe(Co)5 - Như Fe, Co hợp kim Fe-Co chế tạo phương pháp siêu âm ban đầu có trạng thái vơ định hình Các tính chất xúc tác sóng siêu âm để chế tạo Fe-Co, hợp kim Fe-Co phản ứng cyclohexane đem lại hiệu ứng thú vị: hợp kim Fe-Co tạo sản phẩm benzen nhiều Fe-Co tinh khiết bị nhiễm độc lượng nhỏ C bám bề mặt Sự tồn đám kết tụ có kích thước nano vật liệu tổng hợp phương pháp hóa siêu âm đưa già thuyết có khả hạt vật liệu vị bẫy trước chúng kết tụ Các vật liệu sắt từ dạng keo đặc biệt quan tâm nhờ ứng dụng quan trọng chúng kỹ thuật ,chẳng hạn dung dịch sắt - Các chất nhựa có phân bố cỡ hạt tương đối hẹp (khoảng vài nm) trạng thái siêu thuận từ Sự phân tán sắt pentacarbonyl tác động siêu âm vơi có mặt chất ổn định để chế tạo chất keo từ hạt có sắt có kích thước nano Các nghiên cứu từ cho thấy hạt sắt dạng keo trạng thái siêu thuận từ với mật độ từ hóa bão hòa có giả trị đáng kể 101emu/g (Fe) 290K Trang 10 MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN Trang 11 ... giây - Bản chất Siêu âm: để hiểu siêu âm ta phải hiểu âm thanh, dao động sóng hình sin có tần số từ 20Hz - 20.000Hz sóng âm tần số thấp < 20Hz gọi Hạ âm, > 20.000Hz gọi Siêu âm Trong lĩnh vực... âm tới gọi nhiễu âm Chính điều tạo ảnh giả II Một số ứng dụng thực tiển sóng siêu âm Sóng siêu âm ngày sử dụng rộng rãi lĩnh vực khác đời sống, khoa học công nghệ Dưới số ứng dụng quan Siêu âm. .. lên, sóng siêu âm tiêu diệt ký sinh trùng có hại cho trồng Sóng siêu âm nghiên cứu biển đại dương 2.1 Siêu âm ngành địa chất biển - Trong lĩnh vực địa chất thăm dò biển đại dương, sóng âm có