Рана примена ултразвука у биохемији требало би да буде разбијање ћелијског зида ултразвуком како би се ослободио његов садржај. Накнадне студије су показале да ултразвук ниског интензитета може да подстакне процес биохемијске реакције. На пример, ултразвучно зрачење течне хранљиве базе може повећати брзину раста ћелија алги, чиме се количина протеина коју производе ове ћелије повећава за три пута.

У поређењу са густином енергије колапса кавитационих мехурића, густина енергије ултразвучног звучног поља је повећана трилионима пута, што резултира огромном концентрацијом енергије; Сонохемијски феномени и сонолуминесценција изазвани високом температуром и притиском које производе кавитациони мехурићи су јединствени облици размене енергије и материјала у сонохемији. Стога, ултразвук игра све важнију улогу у хемијској екстракцији, производњи биодизела, органској синтези, микробиолошком третману, разградњи токсичних органских загађивача, брзини и приносу хемијске реакције, каталитичкој ефикасности катализатора, третману биоразградње, ултразвучном спречавању и уклањању каменца, дробљењу биолошких ћелија, дисперзији и агломерацији и сонохемијским реакцијама.

1. ултразвучно појачана хемијска реакција.

Хемијска реакција појачана ултразвуком. Главна покретачка снага је ултразвучна кавитација. Колапс језгра кавитирајућих мехурића производи локалну високу температуру, висок притисак и снажан удар и микро млаз, што пружа ново и веома посебно физичко и хемијско окружење за хемијске реакције које је тешко или немогуће постићи под нормалним условима.

2. Ултразвучна каталитичка реакција.

Као ново истраживачко поље, ултразвучна каталитичка реакција привлачи све веће интересовање. Главни ефекти ултразвука на каталитичку реакцију су:

(1) Висока температура и висок притисак погодују разлагању реактаната на слободне радикале и двовалентни угљеник, формирајући активније реакционе врсте;

(2) Ударни талас и микро млаз имају десорпционе и чишћеће ефекте на чврстој површини (као што је катализатор), што може уклонити површинске реакционе производе или интермедијаре и слој пасивације површине катализатора;

(3) Ударни талас може уништити структуру реактанта

(4) Систем диспергованих реактаната;

(5) Ултразвучна кавитација еродира металну површину, а ударни талас доводи до деформације металне решетке и формирања унутрашње зоне напрезања, што побољшава хемијску реакциону активност метала;

6) Подстаћи растварач да продре у чврсту материју да би се произвела такозвана реакција инклузије;

(7) Да би се побољшала дисперзија катализатора, ултразвук се често користи у припреми катализатора. Ултразвучно зрачење може повећати површину катализатора, учинити да се активне компоненте равномерније диспергују и побољшати каталитичку активност.

3. Ултразвучна полимерна хемија

Примена ултразвучне позитивне полимерне хемије привукла је велику пажњу. Ултразвучна обрада може разградити макромолекуле, посебно полимере високе молекулске тежине. Целулоза, желатин, гума и протеини могу се разградити ултразвучном обрадом. Тренутно се генерално верује да је механизам ултразвучне разградње последица дејства силе и високог притиска када пукне кавитациони мехур, а други део разградње може бити последица дејства топлоте. Под одређеним условима, ултразвук јаке снаге такође може покренути полимеризацију. Јако ултразвучно зрачење може покренути кополимеризацију поливинил алкохола и акрилонитрила да би се добили блок кополимери, и кополимеризацију поливинил ацетата и полиетилен оксида да би се формирали калемљени кополимери.

4. Нова технологија хемијских реакција побољшана ултразвучним пољем

Комбинација нове технологије хемијских реакција и побољшања ултразвучног поља је још један потенцијални правац развоја у области ултразвучне хемије. На пример, суперкритична течност се користи као медијум, а ултразвучно поље се користи за појачавање каталитичке реакције. На пример, суперкритична течност има густину сличну течности, а вискозност и коефицијент дифузије сличне гасу, што чини њено растварање еквивалентним течности, а капацитет преноса масе еквивалентним гасу. Деактивација хетерогеног катализатора може се побољшати коришћењем добрих својстава растворљивости и дифузије суперкритичне течности, али је несумњиво шлаг на торти ако се ултразвучно поље може користити за њено појачавање. Ударни талас и микромлаз генерисани ултразвучном кавитацијом не само да могу значајно побољшати суперкритичну течност да раствори неке супстанце што доводи до деактивације катализатора, играју улогу десорпције и чишћења и одржавају катализатор активним дуже време, већ и играју улогу мешања, што може дисперговати реакциони систем и подићи брзину преноса масе хемијске реакције суперкритичне течности на виши ниво. Поред тога, висока температура и висок притисак на локалној тачки формираној ултразвучном кавитацијом биће погодни за разлагање реактаната у слободне радикале и значајно убрзати брзину реакције. Тренутно постоји много студија о хемијској реакцији суперкритичне течности, али мало студија о појачавању такве реакције ултразвучним пољем.

5. примена ултразвука велике снаге у производњи биодизела

Кључ за припрему биодизела је каталитичка трансестерификација глицерида масних киселина са метанолом и другим нискоугљеничним алкохолима. Ултразвук очигледно може појачати реакцију трансестерификације, посебно код хетерогених реакционих система, може значајно побољшати ефекат мешања (емулгирања) и промовисати индиректну молекуларну контактну реакцију, тако да се реакција која је првобитно морала да се изведе под условима високе температуре (високог притиска) може завршити на собној температури (или близу собне температуре) и скратити време реакције. Ултразвучни талас се не користи само у процесу трансестерификације, већ и у раздвајању реакционе смеше. Истраживачи са Државног универзитета Мисисипија у Сједињеним Државама користили су ултразвучну обраду у производњи биодизела. Принос биодизела је премашио 99% у року од 5 минута, док је конвенционалном систему шаржног реактора било потребно више од 1 сата.