Effekten av ultraljud på vätskefasen har visualiserats med hjälp av dynamisk elektronmikroskopi. Användningen av effekten av stående mekaniska vågor som uppstår i vätskefasen under inverkan av en extern ultraljudskälla gör det möjligt att kontrollera strukturen av flytande reaktionsmedier på mikronivå och påverka resultatet av kemiska omvandlingar.

För närvarande, ultraljud används ofta inom medicin, industri och ett antal högteknologiska projekt. Funktionerna i interaktionen av ultraljud med olika ämnen studeras intensivt i syfte att utveckla nya metoder inom biologi, medicin, kemi och materialvetenskap. Högintensivt ultraljud har etablerat sig som ett verktyg för att utföra kemiska omvandlingar under extrema förhållanden på grund av dess förmåga att generera stora mängder energi i vätskefasen via akustisk kavitation. På samma gång, stående mekaniska vågor i vätskor har funnit många tillämpningar inom olje- och livsmedelsteknik.

Den strukturella studien utförd med vätskefaselektronmikroskopi med en speciellt utvecklad ultraljudsmikroreaktor (se figur 1) visade tydligt att mikrostrukturerade lösningar baserade på vatten och joniska vätskor (organiska salter som finns i vätskefasen vid rumstemperatur) interagerar med hög frekvens ljudvågor, vilket leder till en omarrangering av strukturen av lösningar, åtföljs av en förändring i deras fysikalisk-kemiska egenskaper.

Kombinationen av effekten av stående mekaniska vågor som genereras av ultraljud och de unika strukturella och fysikalisk-kemiska egenskaperna hos de joniska vätske- (IL)/vattensystemen gjorde det möjligt att utföra en kontrollerad syntes av efterfrågade guld- och palladiumnanopartiklar (se figur 2).

Bestrålning med ultraviolett ljus av en reaktionsblandning som innehåller ett vattenlösligt metallsalt, vatten och en jonisk vätska gjorde det möjligt att erhålla de önskade metallpartiklarna utan användning av ytterligare reagens. På samma gång, att utföra reaktionen under betingelserna för generering av kontinuerliga mekaniska vågor ledde till en signifikant minskning av partikelstorleken på grund av en förändring i reaktionssättet och lokalisering av reagenser i mikrofack, vilket visades med elektronmikroskopi (se figur 2).

Studien av mekanismen för det upptäckta fenomenet med vätskefaselektronmikroskopi, såväl som infraröd spektroskopi och kärnmagnetisk resonansspektroskopi gjorde det möjligt att anta att mekaniska vågors verkan består i överföring av vatten mellan olika faser, såväl som i dess partiella avdunstning med bildandet av ett nytt stabilt tillstånd, som existerar på grund av kontinuerligt flöde av mekanisk energi.

För närvarande, flytande media baserade på vatten och joniska vätskor används i stor utsträckning inom olika områden som inte bara är begränsade till nanomaterials kemi, men inkluderar också organisk syntes, bearbetning av förnybara naturresurser, skapande av anordningar för generering och lagring av energi, och andra. Ur denna synvinkel, det upptäckta fenomenet kan inom en snar framtid komma att få ännu fler tillämpningar inom olika områden.