دانلود مقالات ISI درباره آواشیمی + ترجمه فارسی

آواشیمی (به انگلیسی: Sonochemistry)، به شاخه‌ای از دانش بنیادین شیمی مربوط است که به ویژگی‌های امواج صوتی و برهم‌کنش میان آن امواج و سامانه‌های شیمیایی می‌پردازد. اولین تاثیر امواج صوتی هنگام عبور از میان یک محلول توسط رابرت ویلیامز وود و آلفرد لی لومیس در سال 1927 گزارش شده است. اما در دهه ی 80 میلادی با اختراع مولدهای فراصوت پیشرفته، این شاخه از شیمی دچار تحول اساسی شد. امروزه برای افزایش سرعت واکنش های شیمیایی، از امواج فراصوت استفاده می شود. جالب است بدانید که در آزمایشگاههای شیمی، بسیاری از واکنش های شیمیایی را در دستگاههایی شبیه به اجاق های ماکروفر ( مایکروویو ) خانگی انجام می دهند. یکی از روش های موثر که در سالهای اخیر برای سنتز مواد نانو ساختار مورد توجه قرار گرفته است، سونوشیمی (Sonochemistry) یا استفاده از امواج فراصوت (Ultrasound) برای انجام واکنش های شیمیایی می باشد. اساس به وجود آمدن این تکنیک بر پایه فرایندی به نام حفره زایی (Cavitation) است که موجب ایجاد دما و فشار موضعی خیلی زیاد (فشاری معادل ۲۰۰ بار و دمای موضعی حدود ۴۵۰۰ درجه سانتیگراد) در محیط واکنش می شود. این فرایند شامل ایجاد، رشد تدریجی و در نهایت انفجار یک سری حباب ها در اثر اعمال امواج فراصوت به محلول می باشد که موجب تولید موج ضربه‌ای (Shock-wave) می شود. انرژی ناشی از این موج ضربه ای برای شکستن پیوندهای کووالانسی، همگن سازی (Homogenization)، انجام برخی واکنش های شیمیایی مخصوصا سنتز نانوذرات، سنتز مواد آلی و. . . استفاده می‌شود. فرایندی که در اثر اعمال امواج فراصوت به محلول اتفاق می افتد، شامل تشکیل، رشد و ترکیدن حباب در مایع می باشد و تحت عنوان حفره زایی یا کویتاسیون (Cavitation) شناخته می شود. رشد حباب، از طریق نفوذ بخار حلال به درون حباب ناشی می شود و تا انفجار حباب ادامه می یابد (شکل 2). ترکیدن حباب موجب آزاد سازی انرژی به صورت موضعی می شود و امکان انجام واکنش شیمیایی را فراهم می آورد. اصول تئوری آزاد سازی موضعی انرژی در اثر حفره-زایی، با استفاده از تئوری نقطه داغ (Hot spot) بررسی می شود و براساس این تئوری، در نتیجه ی انفجار حباب ها در محلول دمای موضعی بسیار زیادی ایجاد می شود. در سونوشیمی اولیه واکنش اصلی درون حباب در حال انفجار انجام می شود و پس از آن به محلول واکنش نفوذ (Diffuse) می کند. درحالیکه در سونوشیمی ثانویه گونه های شیمیایی فعال (به عنوان مثال، رادیکال های حاصل از تجزیه ترکیبات در اثر اعمال امواج فراصوت به محلول) درون حباب در حال انفجار بوجود می آیند که به فاز مایع نفوذ کرده و با مواد اولیه محلول واکنش داده و محصول اصلی را ایجاد می نمایند. بازده واکنش های سونوشیمیایی مستقیما به انرژی ناشی از فرایند حفره زایی وابسته است که خود تابع عوامل مختلفی همچون فرکانس مورد استفاده، شدت امواج مورد استفاده، دمای محیط، نوع حلال، فشار اعمال شده بر سیستم و. . . می باشد. با کنترل دقیق این پارامترها و بهینه سازی شرایط می توان واکنش های شیمیایی گوناگون به ویژه سنتز نانوذرات مختلف را به بهترین نحو و با بازده بالا انجام داد.