Ultraääniprosessoreilla

Ultraääniprosessoreilla tarkoitetaan laitteita, jotka hyödyntävät ultraääntä tiettyjen tehtävien suorittamiseen. Ultraääni on ääniaaltoja, joiden taajuus on ihmisen kuulokynnyksen yläpuolella, tyypillisesti yli 20 kHz. Näitä korkeataajuisia värähtelyjä voidaan käyttää monenlaisiin sovelluksiin, kuten puhdistukseen, sekoittamiseen, emulgointiin ja solujen rikkomiseen.

Ultraääniprosessointi perustuu kavitaatioilmiöön. Kun voimakas ultraääni kohdistetaan nesteeseen, syntyy nopeasti laajenevia ja romahtavia ilmakuplia. Näiden kuplien romahtaessa vapautuu suuria määriä energiaa, joka ilmenee paikallisina korkeina paineina ja lämpötiloina. Tämä energia voi rikkoa kemiallisia sidoksia, edistää reaktioita ja hajottaa aineita tehokkaasti.

Sovellusalueita ovat muun muassa teollisuus, biotekniikka ja lääketiede. Teollisuudessa ultraääniprosessoreita käytetään esimerkiksi metallien ja elektroniikkakomponenttien tarkkuuspuhdistuksessa, joissa ne pystyvät poistamaan hienojakoista likaa ja öljyjä tehokkaasti. Biotekniikassa niitä hyödynnetään solujen seinämien rikkomisessa DNA:n tai proteiinien eristämiseksi ja lääkekehityksessä aineiden liuottamisen tai homogeenisoinnin nopeuttamiseksi. Lääketieteessä ultraääntä käytetään myös kuvantamisessa ja joissakin hoitomuodoissa.

Ultraääniprosessoreiden etuja ovat tehokkuus, tarkkuus ja usein myös energiatehokkuus verrattuna perinteisiin menetelmiin. Ne voivat myös toimia ilman kemikaaleja, mikä tekee niistä ympäristöystävällisempiä. Laitekokoonpanot vaihtelevat pienistä laboratorioversioista suuriin teollisuuslaitteisiin, ja niiden suunnittelussa otetaan huomioon käsiteltävän materiaalin ominaisuudet ja prosessin vaatimukset.