Développement historique de la sonochimie

La recherche sur les ultrasons a débuté dans les années 1920. Cette période a été marquée par de nombreux changements politiques et culturels, mais aussi par la mise en pratique de nombreuses idées nouvelles dans le domaine scientifique. L'exemple le plus connu est sans doute la mécanique quantique, la physique révolutionnaire du micro-monde qui détermine encore aujourd'hui notre conception de la structure du monde atomique. Mais en 1927, un chimiste plutôt inconnu du nom d'Alfred L. Loomis a également publié une étude sur les "effets physiques et biologiques des ondes sonores à haute fréquence". Dans ce document, Loomis et son collaborateur Wood ont indiqué pour la première fois que les ultrasons pouvaient briser les bactéries. Dans un autre article de la même année, Loomis et son collègue Richards ont décrit de nombreux phénomènes fondamentaux que les ultrasons déclenchent dans les solutions, les solides et les liquides purs. Par exemple, les recherches de Loomis ont montré que les ultrasons accélèrent la dispersion du mercure, la floculation du chlorure d'argent, l'hydrolyse du sulfate de diméthyle et la réaction connue sous le nom d'"horloge à iode". Il a également décrit le dégazage des liquides et le fait que les ultrasons abaissent les points d'ébullition des liquides. Après ce travail de pionnier, d'autres chercheurs se sont intéressés aux applications possibles des ultrasons. Les biologistes se sont particulièrement intéressés à l'effet des ondes acoustiques sur les bactéries, les virus et autres petits organismes. Ils ont non seulement découvert que les ultrasons pouvaient facilement tuer presque toutes les bactéries, mais aussi qu'ils pouvaient être utilisés pour ouvrir les cellules, par exemple pour en extraire certains composants. Les chimistes, quant à eux, étudiaient principalement les effets des ultrasons sur les réactions chimiques inorganiques, généralement dans des systèmes simples (dits homogènes) en solutions aqueuses. A l'époque, les groupes de recherche disposaient d'appareils de conception très différente, dont la puissance, la fréquence et l'intensité variaient souvent considérablement. Comme ces facteurs peuvent être déterminants pour un effet chimique spécifique, les premiers résultats de la recherche sur les ultrasons étaient souvent divergents et il était difficile de les généraliser. Dans les années 1950 et 1960, l'industrie a développé les premiers homogénéisateurs maniables et puissants. Peu à peu, les possibilités d'application se sont multipliées. Cela allait de l'utilisation pour le soudage des plastiques aux tests de fatigue des matériaux ou à l'effet d'aide à la cristallisation des métaux en fusion. Avec la fabrication d'appareils puissants et bon marché, l'intérêt scientifique pour la recherche sur les ultrasons a également augmenté. La chimie, en particulier, a connu une véritable renaissance des ultrasons et a découvert une multitude de réactions qui se déroulent plus rapidement et avec un meilleur rendement sous l'effet catalytique des ondes acoustiques. On parle aujourd'hui d'une discipline à part entière, la "SONOCHEMIE", dont les représentants se rencontrent régulièrement depuis 1986 lors de leur symposium international.

Littérature complémentaire :

Brown, B. et Goodman, J.E.

Ultrasons à haute intensité - Applications industrielles

Boudjouk, P.

Chimie organique avec ultrasons

Weinheim ; VCH Verlagsgesellchaft ; 1983

Boudjouk, P.

Synthèse avec des ondes ultrasoniques

Journal of chemical education, Vol.63, No. 5, 427 ; 1986

Kirk - Othmer :

Encyclopedia of chemical technology, Vol. 23, 462, 3ème édition ; 1982

Kuttruff, Heinrich

Physique et technique des ultrasons

Stuttgart, Hirzel-Verlag ; 1988

Ley, Steven V. et Caroline M.R. Low

Ultrasound in Synthesis

Berlin, Heidelberg, New York ; Springer-Verlag ; 1989

Mason, T.J. et J.P. Lorimer

Sonochemistry

Hemel Hempstead ; Ellis Horwood Ltd ; 1991

Millner, Dr. Rudolf

Ingénierie des ultrasons : bases et applications.

Weinheim, Physik-Verlag;1987

Suslick, Kenneth S.

Ultrasound

Weinheim ; VCH Verlagsgesellchaft ; 1988

Suslick, K.S.

Les effets chimiques de l'échographie

Scientific American, p. 62, fév. 1989

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