سونوشیمی ۲۰۱۸
Sonochemistry 2018

به‌طور سنتی، گرما و نور به عنوان منابع انرژی برای به حرکت درآوردن یک واکنش شیمیایی خاص در نظر گرفته می‌شوند، اما اکنون فراصوت (اولتراسوند) یک منبع انرژی امیدوارکننده برای این منظور است. فروریزش یک حباب، طیف گسترده‌ای از دماها و فشارهای بالا را ایجاد می‌کند و از این رو، استفاده از فراصوت پتانسیل قابل توجهی در علوم شیمی و علوم وابسته دارد. واکنش‌های تسریع‌شده با فراصوت، جایگزین‌های سبز و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه برای تکنیک‌های مرسوم هستند. این مجموعه جدید، تصویری کامل از واکنش‌ها و فناوری‌های تسریع‌شده با فراصوت ارائه می‌دهد که می‌توانند در سنتز مواد آلی، سنتز و تخریب پلیمرها، نانومواد، تصفیه فاضلاب، مواد تشکیل‌دهنده و محصولات غذایی، کاربردهای دارویی، کاربردهای زیست‌انرژی و موارد دیگر مورد استفاده قرار گیرند. هدف این مجموعه، روشن کردن کاربردهای متنوع فراصوت و نقش مهم آن به عنوان یک مسیر شیمیایی سبز است.

سونوشیمی به بررسی اثر امواج فراصوت بر سیستم‌های شیمیایی می‌پردازد. به دلیل تابش آکوستیک غیرخطرناک، دارای ارزش زیست‌محیطی است و بنابراین به درستی به عنوان یک شیمی سبز توسط شیمیدانان سنتز و همچنین متخصصان محیط زیست شناخته می‌شود. هیچ برهم‌کنش مستقیمی بین فراصوت و گونه‌های مولکولی وجود ندارد، اما اثرات شیمیایی و فیزیکی مشاهده‌شده از فراصوت ناشی از فروریزش کاویتاسیونی است که شرایط شدید دما و فشار را به صورت موضعی ایجاد می‌کند. این امر باعث ایجاد گونه‌های شیمیایی مختلفی می‌شود که نمی‌توان به راحتی در شرایط معمولی به آن‌ها دست یافت. گاهی اوقات، این گونه‌ها مسئول سوق دادن به سمت واکنش‌پذیری غیرمعمول در ساختارهای مولکولی هستند.

این کتاب، “سونوشیمی: یک فناوری سبز نوظهور”، توسعه کامل سونوشیمی را ارائه می‌دهد، که با مقدمه و مفاهیم اساسی سونوشیمی شروع شده و به انواع مختلف واکنش‌های سونوشیمیایی، ابزار دقیق، استفاده از فراصوت در به حرکت درآوردن واکنش‌های شیمیایی خاص و کاربردهای آن در زمینه‌های مختلف مانند سنتز پلیمر، رفع آلودگی آب و فاضلاب، تهیه نانومواد، فناوری مواد غذایی، علوم دارویی و غیره می‌پردازد.

این کتاب همچنین به طور خلاصه به برخی از زمینه‌هایی که از فراصوت با فرکانس‌های مختلف استفاده می‌کنند، می‌پردازد. این موارد شامل محصولات غذایی و فرآوری آن‌ها، هضم بی‌هوازی پسماند و کاربردهای پزشکی مانند سونوگرافی، درمان سونودینامیک، دارورسانی و غیره است. سونوشیمی با موفقیت در مقیاس صنعتی در داروهای دارویی، پلیمرها، نانومواد، فناوری مواد غذایی، علم مواد، تولید بیوگاز و غیره در سال‌های آینده مورد استفاده قرار خواهد گرفت و به یک فناوری شیمیایی سبز تثبیت‌شده در آینده تبدیل خواهد شد.

Traditionally heat and light are thought as energy sources to drive a particular chemical reaction, but now ultrasound is a promising energy source for this purpose. The collapse of a bubble generates a wide range of high temperatures and pressures, and therefore, use of ultrasound has a considerable potential in chemical and allied sciences. Ultrasound-assisted reactions are green and economically viable alternatives to conventional techniques. This new volume presents a complete picture of ultrasound-assisted reactions and technologies that can be used in organic synthesis, polymer synthesis and degradation, nanomaterials, wastewater treatment, food ingredients and products, pharmaceutical applications, bioenergy applications, and more. This volume aims to shed light on the diversified applications of ultrasound and its significant role as a green chemical pathway.

Sonochemistry deals with the effect of ultrasonic waves on chemical systems. It has green value because of non-hazardous acoustic radiation and is therefore duly recognized as a green chemistry by synthetic chemists as well as environmentalists. There is no direct interaction of ultrasound with molecular species, but the observed chemical and physical effects of ultrasound are due to the cavitational collapse, which produces drastic conditions of temperature and pressure locally. It induces the formation of various chemical species, which cannot be easily attained under conventional conditions. Sometimes, these species are responsible for driving towards an unusual reactivity in molecular entities.

This book, Sonochemistry: An Emerging Green Technology, provides the complete development of sonochemistry, starting with an introduction and basic concepts of sonochemistry and proceeding on to different types of sonochemical reactions, instrumentation, use of ultrasound in driving particular chemical reactions, and its applications in various fields, such as polymer synthesis, decontamination of water and wastewater, preparation of nanomaterials, food technology, pharmaceutical sciences, etc.

The book also briefly discusses some areas that utilize ultrasounds of different frequencies. These include food products and their processing; anaerobic digestion of waste; and medical applications such as ultrasonography, sonodynamic therapy, drug delivery, etc. Sonochemistry will be successfully used on an industrial scale in pharmaceutical drugs, polymers, nanomaterials, food technology, material science, biogas production, etc. in years to come and will be an established green chemical technology of the future.