Звуковые волны - для обезвреживания токсичных химикалий
Ученые из Аризонского университета придумали новый способ ликвидировать запасы опасных химикалий - с помощью одних лишь звуковых волн. На складах ВВС США скопилось почти 11 миллионов литров противопожарной пены, содержащей токсичные органические соединения. И Маниш Кесвани (Manish Keswani), вместе с Рейес Сьеррой (Reyes Sierra), получили от военных большой грант на внедрение инновационного звукохимического процесса: акустические волны расщепляют сложные молекулы токсинов на углекислый газ и воду.
"Успех сонолиза зависит от процесса кавитации [порообразования]. При определенных условиях звуковые волны создают пузырьки, которые быстро лопаются, выпуская мощную ударную волну. Выделяется чудовищное количество тепловой энергии и множество высокоактивных радикалов - всё это может полностью уничтожит окружающее вещество", - рассказывает Кесвани.
Кавитацию широко применяют в медицине. Встречается она и в природе. Ударно-волновая литотрипсия помогает врачам уничтожить почечные камни, а раки-богомолы атакуют добычу с такой большой скоростью (как у пули сразу после выстрела), что в воде между ними и жертвой появляются кавитационные пузырьки. Даже если ракообразным не удастся поразить жертву, ударные волны оглушат и прикончат ее.
Тепловая энергия от кавитации ломает связи, которые удерживают вместе большие молекулы - сульфонаты перфторалкила и карбоксилаты (PFC), содержащиеся в противопожарной пене. Эти токсичные PFC тяжело разлагаются и оседают в окружающей среде и тканях тела. "Использование множества акустических частот - вот инновационный аспект нашей акустической технологии", - рассказывает Сьерра. Их система использует и ультразвуковые (20-100 килогерц), и другие (>0,5 мегагерц) частоты. Итоговый продукт должен быть способен доводить токсичные вещества до сверхвысоких температур и добиваться нужной концентрации окисляющих радикалов. Также Кесвани и Сьерра разработали электрохимический "зонд", способный быстро и дешево выявить оптимальные химические и акустические условия для разложения химикалий.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru