Die Ultraschalltechnologie nutzt hochfrequente Schallwellen, um verschiedene physikalische und chemische Effekte zu erzielen. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:

1. Dispersion – Verhindert Sedimentation und Agglomeration und verbessert die Homogenisierung von Nanomaterialien.

Neue Energiematerialien: Bei der Herstellung von Polysilizium und Graphen bricht die Ultraschallkavitation (20–40 kHz) Partikelagglomerate auf, erhöht die Abscheidungsrate um 30 %, verbessert die Reinheit und reduziert den Energieverbrauch um 40 %.

Elektronische und magnetische Materialien: Hochfrequenz-Ultraschall dispergiert ultrafeine weichmagnetische Pulver (z. B. Ferrit-Nanopartikel) effektiv, verhindert Agglomeration und verbessert die magnetische Permeabilität.

Pigmentdispersion: Zerbricht organische/anorganische Pigmentagglomerate durch Mikrostrahlen der Kavitation und verbessert so Farbintensität und Glanz in Autolacken und Druckfarben.

2. Rühren/Mischen – Verbessert Emulgierung, Dispersion, Entgasung und beschleunigt Reaktionen.

Verbessert den Stofftransport und aktiviert Katalysatoroberflächen kontinuierlich durch Kavitation (z. B. Nickelpulver-katalysierte Olefinhydrierung mit um bis zu 10⁵-fach erhöhten Reaktionsgeschwindigkeiten).

3. Extraktion – Verbessert die Effizienz bei der Isolierung aktiver Komponenten.

Pflanzliche Polysaccharide und ätherische Öle: Zerstört Zellwände, erhöht die Extraktionsausbeute (z. B. Ophiopogon japonicus-Polysaccharide um bis zu 1,99 %) und verkürzt die Prozesszeit auf wenige Minuten, während hitzeempfindliche Verbindungen wie Rosenöl erhalten bleiben.

Traditionelle Chinesische Medizin (TCM): Erhöht die Auflösungsraten von Flavonoiden und Saponinen um 30–50 % und reduziert gleichzeitig den Einsatz organischer Lösungsmittel.

Lebensmittelindustrie: Extrahiert Tee-Polyphenole und Propolis-Flavonoide unter niedrigen Temperaturen und bewahrt so die Nährstoffintegrität.

4. Emulgierung – Mischt nicht mischbare Flüssigkeiten effizient.

Biopharmazeutika: Produziert Mikro- und Nanoemulsionen zur Verkapselung hydrophober Medikamente, verbessert die Löslichkeit und Bioverfügbarkeit und ermöglicht eine gezielte/kontinuierliche Wirkstofffreisetzung.

Chemische Materialien: Emulgiert Wasser-Öl-Gemische, Harze, Pigmente und Additive für die Herstellung von wasserbasierten Beschichtungen, Druckfarben und Tintenstrahlflüssigkeiten und verbessert so Leistung und Stabilität.

5. Zellaufschluss – Setzt bioaktive Substanzen präzise frei.

Proteinextraktion: Zerstört Zellwände, um intrazelluläre Proteine für die Reinigung und funktionelle Studien freizusetzen.

Diese Technologie bietet effiziente, energiesparende und lösungsmittelfreie Lösungen für zahlreiche Hightech- und Industriesektoren.