A szonokémia úttörője, Szalay Sándor
A kémiai reakciók mikrohullámmmal és ultrahanggal történő aktiválása a 80-as évek fejlődésének eredményeként széleskörűen alkalmazott módszerré vált.
szonokémia ultrahang alkalmazása kémiai reakciók és folyamatok lejátszatására rohamos fejlődés a 80-as évektől
Ultrasonics
1963
Ultrasonic Sonochemistry
1994
1st Symposium of the European Society of Sonochemistry
1986
(a legelső nemzetközi szonokémiai konferencia) Advances in Sonochemistry
Volume 1, 1990 Volume 6, 2001
Szalay Sándor (Szent-Györgyi Albert munkatársaként) egyike a legelsőknek, aki ultrahangot alkalmazott kémiai reakciókban, és elsőként használta polimerek bontására
722 kHz-es ultrahang keményítő gumiarábikum zselatin
spektrofotometria (jódkeményítő – kék színreakció) viszkozitásmérés
Szent-Györgyi Albert rövid beszámolója az eredményekről a Nature-ben
A The New York Times ismertetője a heti Science rovatban
Az eredeti cél rákos sejtek szétrombolása lett volna, azonban az ez irányú vizsgálatok eredménytelenek voltak
Ralph Moss 1988-ban publikálta könyvét, Szent-Györgyiről, amelyben Szalay Sándorra vonatkozó utalások is találhatók
Az angol nyelvű kiadásban A. Szalay szerepel (a fordító és a magyar lektor nem vette a fáradtságot, hogy utánanézzen a helyes névnek)
Ralph Moss könyvének egy másik részlete Szalay Sándornak a C-vitamin izolálásában játszott „szerepére” utal
történelmi visszatekintés 1894
ultrahang
HMS Daring torpedóromboló
– nagy sebességnél (>27 csomó/h, ~ 50 km/h): vibráció, a motor hatékonyságának csökkenése - korrózióra utaló jelenség a hajócsavaron a kavitáció jelenségének felismerése 1912
Titanic – szükségessé vált a jéghegyek méretének megállapítása
I. vh.
tengeralattjárók felderítése
1917 Langevin az ultrahang tengervízben történő terjedése mai legfontosabb alkalmazás SONAR
sound navigation and ranging
szonokémia ultrahang alkalmazása kémiai reakciók és folyamatok lejátszatására
20 kHz−10 MHz
20−10 kHz > 100 kHz−1 MHz >
20 kHz−1 MHz
1−10 MHz
kémiai alkalmazás
történelmi visszatekintés
szonokémia
1927 első kémiai alkalmazás Loomis, Richards
[Journal of the American Chemical Society, 49 (1927) 3086]
N3I – felrobban, NH4NO3 – stabilis észter hidrolízis jód órareakció
gyorsulnak a reakciók
1933 Szalay Sándor polimerek bontása (depolimerizáció)
magas hőmérséklet nagy nyomás extrém gyors lehűlés
5000 K 1000 atm 1010 K/s
Az ultrahang kémiai hatásáért a buborékok összeroppanásakor lokálisan kialakuló extrém magas hőmérséklet és nyomás felelős
Egy buborék összeroppanása (tényleges felvétel)
szonokémia energiaközlés kémiai reakciók végrehajtására hagyományos aktiválás
hőenergia, UV fény
nem hagyományos aktiválással
újfajta, különleges, hatékony energiaközlés kémiai reakciók hatékonyabban mennek végbe enyhébb reakciókörülmények
ultrahang mikrohullám
az ultrahang
iniciálja a reakciót gyorsítja a reakciót megváltoztathatja a reakcióutat
az ultrahang
nincs közvetlen hatása a reakcióra
kémiai kötéseket ultrahanggal közvetlenül nem lehet hasítani
reakciósebesség növekedése (rövidebb reakcióidő) megnövekedett hozam kevésbé erőteljes reakciókörülmények új reakcióút nyílik meg szilárd anyagok (fémek!) aktiválása
A folyadék/szilárd anyag határfelületén létrejövő, a felület felé mozgó mikrojet (400 km/h) felelős a kavitációért és szilárd anyagok (fémek) aktiválási lehetőségéért
Alacsony olvadáspontú fémeknél (Cr, Mo) a részecskék aggregálódnak, magasabb olvadáspont esetén (W) diszpergálódás történik
Két, eredetileg különálló cink por részecske összeolvadása
Az eredetileg oxidréteggel borított (és ezért nagyon kis reaktivitású) nikkel részecskék felülete ultrahang hatására letisztul, a fém nikkel hozzáférhető válik, és így már nagy reaktivitást mutat, vagyis az ultrahang előnyösen megváltoztatja a felületi morfológiát és a részecskeméretet.
szilárd anyagok (fémek!) aktiválása reagensek, katalizátorok hatékonysága növekszik aktivált fémek előállítása fémsók redukciójával fémkolloidok előállítása fémorganikus kémia reaktív részecskék képződése vizes közegben lejátszódó reakciók esetén oxidációs folyamatok indulhatnak
H2O
H + HO
2 HO
H2O2
O
Két idézet Oláh György önéletrajzi könyvéből
…vagyis csak pionírnak érdemes lenni, ahogy ezt Szalay Sándor is tette!
