초음파 살균

일부 초음파는 박테리아를 포함하는 생물학적 조직을 파괴시킬 수 있다. 이는 생물학과 하수구의 박테리아를 제거하는 데 사용된다. 20kHz대역의 고출력 초음파는 분자의 붕괴를 촉진시키는 케비테이션을 만들어낸다. 아이오와 주립대의 Dr. Samir Khanal은 건조 옥수수 공장에서 높은 에탄올 수율을 위해 옥수수 Slurry를 붕괴시켜 액화(液化)와 당화(糖化)를 향상시키기 위해 고출력 초음파를 사용했다.

초음파 세척

초음파 세척기는 보석, 렌즈 그리고 다른 광학 부품, 시계, 치과용 기구, 수술용 기구와 산업용 부품에 20~40kHz의 주파수를 이용한다. 초음파 세척기는 오염된 표면 근처에서 수백만 개의 미세 공동(cavitation)의 붕괴로부터 발생되는 에너지에 의해 동작한다. 공동 붕괴에 의해 형성되는 기포가 생성하는 작은 기류 표면으로 향한다.

• 인체에 무해함. 대한 초음파의학회 (www.ultrasound.or.kr) 참조
• 초음파의 원리는 세척, 진단, 치료 등 모두 비슷함

상황 설정

• 기름이 많이 묻은 손을 씻으려 합니다.

상황 해석

• 찬물에 비누 없이 손을 비비며 씻기 
• 찬물에 비누를 묻힌 후 비비며 씻기
• 온수에 비누 없이 손을 비비며 씻기
• 온수에 비누를 묻힌 후 비비며 씻기

세척 결과

• 온수 + 비누 + 손 비비기 조건이 완벽한 세척을 보장함
• 손을  빠르게 구석 구석 비벼주어야 높은 세척력이 보장되듯 초음파 출력 및 기술이 담보되어야 함.

초음파세척 대입

• 온수는 기름을 분해하는 역할.
• 세제는 온수에 의해 분해된 기름을 손에서 박리하는 역할.
• 손 비비기는 초음파세척기의 진동을 의미.

상황 결과해석

• 온수+세제+초음파출력 조건이 맞아야 높은 세척력 가능
• 초음파세척기 자체만으로는 대량의 기름 세척 한계가 있음.
• 초음파세척기의 견고성과 고른 음파 분포도 형성 기술력이 관건임.