Многие химические процессы идут более эффективно в присутствии катализаторов, которые ускоряют некоторые химические реакции. Химическая промышленность в качестве катализаторов использует многие металлы и их соединения и никель являются одним из них. Так как каталитическое действие металлов зависит от величины поверхности их частиц, то они часто употребляются в виде очень мелкого порошка, суммарная поверхность которого значительно больше, чем, равного ему по весу, большого куска металла. Каталитическое действие так же зависит от состояния поверхности частиц металла. В случае никеля его поверхность покрыта тонкой пленкой окиси, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления.
Но эта пленка окисла у никеля сильно уменьшает его действие, как катализатора.
Группа ученых из университета штата Иллинойс опубликовала результаты экспериментов, которые показали, что у частиц никелевого порошка, применяемого в качестве катализатора, с помощью ультразвука можно уничтожить поверхностную пленку окисла.
Ультразвуковые аппараты уже давно употребляются в промышленности и быту для чистки драгоценностей, для обезжирования деталей, приготовляемых к процессу электролитического покрытия другим металлом и, даже, для чистки искусственных челюстей.
Вышеупомянутые ученые, облучив порошок никеля ультразвуком большой мощности с частотой в 20 килогерц, увеличили его каталитическую активность в 100000 раз. В ходе экспериментов они установили, что при прохождении через жидкость ультразвукового луча большой мощности, в ней образуются мелкие пузырьки, которые сливаются в один большой пузырь, а коллапс этого пузыря дает толчок к образованию ударной волны огромной мощности. В гидродинамике это явление носит название кавитации. Ударные волны в жидкости производят трение частиц никелевого порошка друг о друга, уничтожая, таким образом, поверхностный слой окисла.В процессе этих экспериментов, ученые заметили, что частицы порошка, имеющие неправильную остроугольную форму, под воздействием ультразвуковых волн становятся более округлыми. Это тоже происходит вследствие трения частиц друг о друга. Конечно, при облучении суспензии никелевого порошка происходит также и агломерация мельчайших частиц в более крупные.Но этот эффект является побочным и нисколько не уменьшает значения фактора огромного увеличения каталитической активности никелевого порошка, которая дает возможность ускорять многие промышленные процессы и увеличивает выход ценной продукции.