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第80章 超声使油水相融

俗话说:“水乳相融,油水分离。”自古以来人们一直认为,油和水是天生的冤家对头,它们永远不能融合在一起。但是,20世纪初科学家的一个实验,却改变了人们的这种看法。1927年,美国科学家卢米斯和符德,在实验室里把油和水倒入一个杯中,然后通入一定强度的超声。不消片刻,浮在水面上的油层不见了,而杯里的水也变成了乳浊液,即使静置很久,也是这个样子。这说明油水已经交融在一起了。

超声为什么有这么大的神力,能把油和水融合在一起呢?原来这是它的“空化”作用所显示的威力。

大家知道,超声是一种机械振动,在它通过液体时,就会把这种振动传递给液体。因此,在超声作用下,液体就一会儿受压变密,一会儿又受拉变疏。由于液体有一种怕拉不怕压的特性,在受拉时,它很容易在强度薄弱的地方发生断裂。这样,在液体中就要产生许许多多的小空泡。这种小空泡存在的时间很短,当液体再一次受压变密时,它就会立即闭合,闭合时产生很强的冲击波,强度达几千甚至几万个大气压。这种现象就叫空化作用。空化作用有很强的破坏力,它所产生的冲击波,能把所经过地方的液体击碎成一连串微滴。因为超声的频率很高,它在每一瞬间都会使液体产生大量的小空泡,又有大量的小空泡破灭。这样在液体中就不断产生着无数多个细微的液滴。如果液体中既有油又有水,细微的油滴和水滴就搅混在一起而无法区分。换句话说,就是油水融合了。

超声促使油水融合,帮助工业生产解决了许多过去无法解决的难题。例如,印刷用的油墨,在印刷材料时,必须加入胡麻油稀释后才能使用。由于胡麻油价格高且使用量大,所以人们一直想用水来代替胡麻油,但苦于没有找到好办法。后来我国某厂的技术人员利用超声技术,却解决了这个“油墨掺水”的问题。他们向油墨中加入50%~60%的水,然后用几万赫的超声处理使其变成一定浓度的油墨,再加入一些表面活性剂,这样形成的油墨放置数月也不会沉淀分离,既降低了生产成本,又提高了印刷质量。又如,近年人们通过试验,利用超声可以制备掺水35%的氢柴油,节能率达25%,而且机车马力增大,运行里程增长,排污量减少。此外,在化学工业和制药工业中,人们利用超声的空化作用,还能像使油水交融一样,把比重不同的两种液体融合在一起,制备出符合需要的溶乳液。

其实,超声不仅能使不同的液体交融在一起,而且还能把固体击碎,使它们均匀地混合起来。这在工业生产上也是有广泛用途的。例如,制作底片涂层用的乳胶,为了提高其感光性能,必须使其中的溴化银颗粒超微精细;在印染工业中,为了保证印染质量,必须使固体染料均匀分布在溶液中;在制药厂里,为了使生产的药品便于人体吸收,必须把不溶性药物研磨得粉碎,等等,这些高难度的工艺,都可以依靠超声来完成。另外,我国的钢铁工人,利用超声把煤粉和重油混合起来,在燃油锅炉中燃烧,实现了以煤代油、节约石油的目的,同时也为超声的应用找到了一条新的途径。