Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

Причина гибели простейших организмов под влиянием ультразвука точно не установлена, но все же некоторые предположения сделать можно.

Мы знаем, что ультразвуковая волна состоит из чередующихся сжатий и разряжений. При мощной ультразвуковой волне, распространяющейся в воде, разряжения могут быть настолько значительны, что вода не выдержит возникших напряжений и разорвется. В местах разрыва образуются мельчайшие пузырьки, наполненные парами жидкости и растворенными в ней газами.

Образование таких микроскопических разрывов называют кавитацией. Чем больше мощность ультразвука, тем интенсивнее происходит кавитация. Возникший пузырек существует очень недолго, затем захлопывается и исчезает.

При захлопывании кавитационных пузырьков возникают огромные давления, измеряемые тысячами атмосфер, которые, несомненно, оказывают большое влияние на биологические действия ультразвука.

Роль кавитации ясно видна на таком примере: стоило в некоторых случаях повысить внешнее давление и тем прекратить возникновение кавитационных пузырьков, как ультразвук уже не вызывал гибели клеток.

Большой интерес представляет уничтожение различных болезнетворных бактерий под действием мощного ультразвука. Выделенные из больного организма и помещенные в сосуд с питательной средой бактерии при озвучивании быстро погибают; погибают даже такие стойкие бактерии, какими являются туберкулезные палочки. В течение нескольких минут полностью разрушается яд дифтерийных бактерий.

Исследуя озвученные препараты различных бактерий с помощью электронного микроскопа, позволяющего получать увеличение в десятки тысяч раз, удалось выяснить, какие именно изменения вызывают в них ультразвуковые колебания.

На рис. II, а и б воспроизведены фотографии туберкулезных бацилл. На рисунке а мы видим неповрежденную туберкулезную палочку, увеличенную в 30 100 раз. На рисунке б видно разрушение туберкулезных палочек под действием ультразвука. Следует заметить, что достигнуть полного уничтожения всех без исключения туберкулезных палочек даже при длительном озвучивании не удалось.

На рис. II, ж и з приведены фотографии одного из видов бактерий при увеличении в 10 850 раз. Рисунок ж — микроорганизмы до озвучивания, рисунок з — после десятиминутного озвучивания ультразвуком с частотою 700 тысяч колебаний в секунду. Как можно убедиться, в результате озвучивания бактерии потеряли четкие очертания и приобрели как бы «атмосферу» с неправильными и расплывчатыми границами.

Разрушительное действие ультразвуков распространяется также и на различные вирусы.

На рис. II, в и г приведены фотографии вируса кошачьей пневмонии, увеличенные в 13 570 раз, до и после озвучивания.

После озвучивания вирус уже не вызывает заболевания.

На рис. II, д и е показаны изменения, претерпеваемые одним из опаснейших врагов человека — гриппозным вирусом — под действием ультразвуковых колебаний. Хотя здесь изменения не так ярко выражены, все-таки после часового озвучивания активность вируса уменьшается в тысячи раз.

Действуя ультразвуком в течение всего 30 секунд, удалось ослабить вирус сыпного тифа.

Способность ультразвука убивать микроорганизмы вызвала попытки использовать его для стерилизации воды, молока и различных пищевых продуктов.

Возможно, что уничтожением под действием ультразвука микроорганизмов, вызывающих ферментативные процессы в веществе, объясняется своеобразное действие озвучивания на пчелиный мед. Всем известно, что мед при стоянии засахаривается, или, как скажут физики, кристаллизуется. При засахаривании вкусовые качества меда ухудшаются. Было обнаружено, что достаточно подвергнуть мед всего 30-минутному озвучиванию, как он приобретает способность не засахариваться в течение месяца, а вкусовые качества его повышаются.

Но, пожалуй, наиболее интересны попытки применить ультразвуки для выделения из микроорганизмов различных важных биологических веществ: токсинов, ферментов и т. п. В настоящее время с помощью ультразвуков уже удалось приготовить различные сыворотки.