Czy dźwiękiem można rozerwać wiązanie chemiczne?

Pytanie

Pyta Kacper

Czy podczas rezonansu mechanicznego przy udziale dźwięku wysokiej częstotliwości możliwy jest rozpad związku chemicznego?

Odpowiedź

Odpowiada dr inż. Marta Wacławczyk

Fal ultradźwiękowych o bardzo wysokiej częstotliwości (niesłyszalnych dla ludzkiego ucha) użyć można do rozrywania długich łańcuchów polimerowych. Kilkanaście lat temu w czasopiśmie Nature ukazał się artykuł na ten temat. Rozchodząca się w roztworze z polimerami fala dźwiękowa wprawiała cząsteczki w ruch. Ruch ten powodował rozciąganie łańcuchów polimerowych. Dodatkowo, na skutek przejścia fali w roztworze powstawały pęcherze gazu. Ich pękanie również uwalniało energię mechaniczną. W efekcie łańcuchy polimerowe ulegały rozerwaniu w pewnym szczególnym „słabszym” miejscu, w którym znajdował się pierścień złożony z 4 atomów węgla. W opisywanym doświadczeniu używano szczególnego rodzaju polimerów ze wspomnianym pierścieniem, aby rozerwanie łańcuchów następowało w tym właśnie, konkretnym miejscu.

Częstotliwość fal mechanicznych może dochodzić do kilku GHz (109 Hz), natomiast częstotliwość drgań własnych cząsteczek kilkuatomowych (np. dwutlenku węgla) jest rzędu (1013 Hz – 1014 Hz). Z tego powodu fal mechanicznych nie da się użyć do rozbijania takich małych, kilkuatomowych cząsteczek.