Technologie
Wie andere Schallwellen bewirkt Ultraschall eine periodische Kompression und Dehnung der beschallten Substanz (z.B. Wasser). Bei hoher Schallintensität zerreißt das Medium Wasser während der Phase des Unterdrucks, was zur Bildung von mikroskopisch kleinen Hohlräumen in der Flüssigkeit führt, die sich mit Wasserdampf oder Gas füllen.
In der nachfolgenden Druckphase implodieren die Blasen unter extremen Bedingungen im Mikromaßstab (Kavitation). Dort wird ein Druck von bis zu 500 bar und eine Temperatur von bis zu 5.200 Kelvin erreicht. Durch die implodierenden Gasblasen entstehen enorme Scherkräfte, welche die Wände von Bakterien, Pilzen und anderen Zellen aufreißen.
Im niedrigen Frequenzbereich (20 kHz - 100 kHz) werden große Kavitationsblasen erzeugt, die beim Zerfall extreme Scherkräfte und Wirkungen hervorrufen. Im mittleren Frequenzbereich (100 kHz - 1 MHz) werden zwar kleinere, aber noch wirkungsvolle Kavitationsblasen erzeugt und radikalische, sonochemische Reaktionen im Wasser ausgelöst.
Bei Beschallung im Hochfrequenzbereich über 1 MHz beginnt die Flüssigkeit auf molekularer Ebene zu strömen.
Frequenzbereich 20 kHz - 100 kHz: Zelldesintegration, Desinfektion, Zerlegung von Polymeren, Freisetzung von Enzymen.
Frequenzbereich 100 kHz - 1 MHz: Abbau von (chlor)organischen Verbindungen, TBT, MTBE, Freisetzung von Enzymen.
Frequenzbereich 1 MHz - 10 MHz: Desorption adsorbierter organischer Moleküle von festen Oberflächen, Bioverfügbarmachung organischer Substanzen, simultaner biologischer Abbau.
Heute schon wird die Ultraschalltechnologie weltweit erfolgreich angewendet.