GELOMBANG ULTRASONIK DALAM BERBAGAI BIDANG

Gelombang ultrasonik (Ultrasonic waves) merupakan gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di atas 20 kHz yaitu daerah batas pendengaran manusia. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Hal ini disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik, rambatan energi ini berinteraksi tergantung pada molekul dan sifat inersia medium yang dilaluinya.

Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (Strain) dan tegangan (Stress). Proses kontinu yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik melaluinya.

Gelombang ultrasonik ini sering dipergunakan untuk pemeriksaan kualitas produksi di dalam industri. Di bidang kedokteran, frekuensi yang tinggi dari gelombang ultrasonik ini mempunyai daya tembus jaringan yang sangat kuat, sehingga sering digunakan untuk diagnosis, penghancuran/destruktif, dan pengobatan.

Gelombang ultrasonik telah banyak dikembangkan bidang kimia. Pada umumnya, sintesis senyawa organik lebih efisien dengan menggunakan gelombang  ultrasonik. Gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk reaksi adisi, substitusi, hidrolisis, esterifikasi, transesterifikasi, alkilasi, kondensasi, dehidrogenasi, oksidasi, dan sebagainya dengan hasil yang lebih baik. Kavitasi adalah salah satu efek akibat radiasi gelombang ultrasonik dalam cairan jika cairan tersebut dikenai gelombang ultrasonik. Efek gelombang ultrasonik ini menyebabkan tekanan cairan tersebut akan bertambah dari keadaan semula pada saat gelombang tersebut mempunyai amplitudo  positif dan akan berkurang pada saat amplitudo negatif. Akibat perubahan tekanan ini, maka gelembung-gelembung gas atau uap yang biasanya ada di dalam cairan akan terkompresi pada saat tekanan cairan naik dan akan terekspansi pada saat tekanan cairan turun. Jadi selama ada gelombang ultrasonik dalam cairan, maka jari-jari gelembung-gelembung gas tersebut akan mencapai harga minimum pada saat kompresi.

Gelombang ultrasonik diradiasikan dengan adanya tekanan dan ekspansi gelombang yang masuk dalam molekul melalui suatu medium tertentu. Dengan tenaga yang cukup tinggi proses ekspansi bisa melebihi gaya tarik molekul-molekul dalam larutan dan akan terbentuk kavitasi gelembung. Gelembung akan mengembang dalam beberapa siklus membawa uap atau gas dari medium pada kesetimbangan dimana terjadi kesesuaian frekuensi resonansi gelembung dengan frekuensi gelombang yang digunakan. Gelembung tidak stabil karena adanya interferensi dari gelembung lain yang terbentuk dan beresonansi di sekitarnya. Akibatnya beberapa gelembung mengalami ekspansi mendadak sehingga pecah dengan hebat. Peristiwa kavitasi dengan pecahnya gelembung menyebabkan energi kimia dan efek mekanik.