[논문]초음파 캐비테이션에 의해 생성되는 라디칼의 발생량 평가를 위한 소노루미네센스 발광강도의 측정

김정순; 김무준

doi:10.7776/ask.2023.42.1.050

초록
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이산화티탄 현탁액에서 초음파 캐비테이션 충격파에 의해 발생하는 하이드록실 라디칼(·OH) 및 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼(·O₂^- )은 살균 및 소독 작용을 할 수 있어 활용 가치가 높다. 화학첨가물이 없는 살균 방법으로서의 실용화를 위하여 본 연구에서는 이산화티탄 현탁액에 방사된 강력 초음파에 의해 발생하는 라디칼의 발생 정도를 평가하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 초음파 붕괴에너지에 의해 발광하는 소노루미네센스 현상을 활용하였고, 소노루미네센스에 의한 빛 에너지의 양을 통해 라디칼 발생 정도를 평가하였다. 그 결과, 이산화티탄의 농도가 0.02 wt%인 낮은 농도에서도, 이산화티탄이 없는 경우보다 5배 이상 높은 빛 에너지가 수광되었다. 그 이후, 농도가 0.1 wt%씩 증가함에 따라 발생하는 소노루미네센스의 광도는 약 14.8×10^-12 lm씩 선형적으로 증가하였다. 따라서 이산화티탄 현탁액에 강력 초음파를 방사하여 발생하는 라디칼은, 주어진 농도 범위 내에서 이산화티탄의 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었다.

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The hydroxyl radical (·OH) and superoxide anion radical (·O2- ) generated by the shock wave generated during ultrasonic cavitation collapse in TiO2 suspension are highly useful because they can sterilize and disinfect. For practical use as a sterilization method without any chemicals, ...

The hydroxyl radical (·OH) and superoxide anion radical (·O2- ) generated by the shock wave generated during ultrasonic cavitation collapse in TiO2 suspension are highly useful because they can sterilize and disinfect. For practical use as a sterilization method without any chemicals, in this study, we proposed a method for evaluating the generation of radicals generated by high-intensity ultrasound emitted to titanium dioxide suspension. In the proposed method, the sonoluminescence phenomenon, which emits light by ultrasonic cavitation decay energy, was utilized, and the degree of radical generation was evaluated through the amount of light energy by sonoluminescence. As a result, even at a low concentration of titanium dioxide of 0.02 wt%, light energy 5 times higher than in the absence of titanium dioxide was received. After that, as the concentration increased by 0.1 wt%, the luminous intensity of sonoluminescence increased linearly by about 14.8 × 10-12 lm. Therefore, it was confirmed that the radicals generated by radiating high-intensity ultrasound to the titanium dioxide suspension increased linearly as the concentration of titanium dioxide increased within a given concentration range.

Keyword

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. (Color available online) Light emission process of luminol solution by ultrasonic energy.
그림 Fig. 2. (Color available online) Experimental setup for evaluating the generation amount of radicals generated by ultrasound.
그림 Fig. 3. (Color available online) Measurement of input admittance for the Langevin-type ultrasonic transducer. (a) Admittance characteristic of the transducer with water load and (b) admittance loci of the transducer with water load and air load.
그림 Fig. 4. (Color available online) Experimental setup for calibrating the effect of turbidity.
그림 Fig. 5. (Color available online) Temporal change of output voltage of PM tube receiving the sonoluminescence intensity from TiO₂ suspensions with five different concentration.
그림 Fig. 6. (Color available online) Time-mean value of output voltage of PM tube depending on the concentration of TiO₂.
그림 Fig. 7. (Color available online) Turbidity change and PM tube output voltage change for standard light source depending on the TiO₂ concentration.
그림 Fig. 8. (Color available online) Intensity change of sonoluminescence from the suspensions depending on the TiO₂ concentration.

참고문헌 (13)

P. Riesz and T. Kondo, "Free radical formation induced by ultrasound and its biological implications,"？Free Radic. Biol. Med. 13, 247-270 (1992).

상세보기
P. Riesz, D. Berdahl, and C. L. Christman, "Free radical？generation by ultrasound in aqueous and nonaqueous？solutions," Enivron. Health Perspect. 64, 233-252 (1985).

상세보기
X. Fang, G. Mark, and C. Sonntag, "OH radical formation by ultrasound in aqueous solutions Part I : the？chemistry underlying the terephthalate dosimeter,"？Ultrason. Sonochem. 3, 57-63 (1996).

상세보기
P. Khandpur, and P. R. Gogate, "Evaluation of ultrasound based sterilization approaches in terms of shelf？life and quality parameters of fruit and vegetable？juices," Ultrason. Sonochem. 29, 337-353 (2016).

상세보기
T. Ma, J. Wang, L. Wang, Y. Yang, W. Yang, H.？Wang, T. Lan, Q. Zhang, and X. Sun, "Ultrasound-combined sterilization technology : An effective？sterilization technique ensuring the microbial safety？of grape juice and significantly improving its quality,"？Foods, 9, 1512 (2020).

상세보기
M. Lopez, T. Calvo, M. Prieto, M. Mugica-Vidal, R.？Mugica-Vidal, L. Muro-Fraguas, F. Alba-Elias, and A.？Alvarez-Ordones, "A review on non-thermal atmospheric plasma for food preservation: Mode of action,？determinants of effectiveness and applications," Front.？Microbiol. 10, 622 (2019).

상세보기
H. Suzuki, S. Yamada, M. Kakikawa, Y. Matsumoto,？and M. Iwahara, "Application of giant magnetostrictive actuator in the generation of radicals," JSAEM,？17, S145-S148 (2009).
N. Shimizu, C. Ogino, M. F. Dadjour, and T. Murata,？"Sonocatalytic degradation of methylene blue with？TiO 2 pellets in water," Ultrason. Sonichem. 14, 184-190 (2007).

상세보기
B. Kwon and J. Yoon, "Superoxide anion radical:？principle and application" (in Korean), J. Korean Ind.？Eng. Chem. 20, 593-602 (2009).
Y. Nosaka, S. Komori, K. Yawata, T. Hirakawa, and？A. Y. Nosaka, "Photocatalytic ·OH radical formation in？TiO 2 aqueous suspension studied by several detection？methods," Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 4731-4735？(2003).

상세보기
E. H. White and M. M. Bursey, "Chemiluminescence？of luminol and related hydrazides: the light emission？step," J. Am. Chem. Soc. 86, 941-942 (1964).

상세보기
J. S. Kim, J. H. Kim, M. J. Kim, K. L. Ha, and A.？Yamada, "Arrayed ultrasonic transducers on arc surface？for plane wave synthesis," Jpn. J. Appl. Phys. 43,？3061-3062 (2004).

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C. Sherman and J. Butler, Transducers and Arrays for？Underwater Sound (Springer, New York, 2008), Chap. 12.

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