利用悬浮的纳米颗粒的超声清洁方法与流程

本发明涉及超声技术用于处理物体的用途并且特别地涉及用于从各种物体和产品除去污染物的基于超声的方法。

现有技术

作为当前公开的主题的背景被认为是相关的参考文献在下面被列出：

-Jan C.J.Bart,Additives in Polymers:Industrial Analysis and Applications,Wiley 2005，第76页

-WO06/001293

-US2003115794

对本文中的上文参考文献的认识不被推断为以与当前公开的主题的可专利性相关的任何方式的那些的含义。

背景

超声系统被用于各种目的。例如Bart Jan C.J.描述了利用用于通过在声处理期间产生的气泡的爆破的作用来清洁手术仪器的超声系统[Jan C.J.Bart,Additives in Polymers:Industrial Analysis and Applications,Wiley 2005，第76页]。

国际专利申请第WO06/001293号描述了为了在灭菌流体中消毒的目的的用于使医疗器械灭菌且用于洗手的超声清洁方法和装置。超声清洁装置构造成对即将在灭菌流体中灭菌的物体进行放电臭氧灭菌和利用银离子的银电解灭菌。

最后，US2003115794描述了用于用溶液处理种子的方法，所述溶液包含选自由以下组成的组的至少一种剂：阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、双胍化合物、碘化合物、以及醇化合物，目的在于改进被植物病原体感染的种子的超声清洁效果和加速种子的发芽速率。

一般描述

本公开内容基于以下发现：相比于当不用颗粒操作时获得的清洁效果，当操作在液体介质中具有纳米尺寸的颗粒的可商购的超声浴时，通过超声获得的清洁效果出乎意料地更好。发现这对多种不同的物体是有效的，具有多种特性。

因此，根据其最广义的方面，本公开内容提供了用于降低来自物体的污染物的水平的方法，该方法包括将所述物体引入到具有悬浮在其中的不溶性纳米颗粒、包含含水介质的超声(US)浴中，以及激活所述浴以在将植物部分至少部分地浸没在所述含水介质内的同时将US波应用至所述物体上。

另外，本公开内容提供了用于降低来自植物部分的污染物的水平的方法，该方法包括将所述植物部分引入到具有悬浮在其中的不溶性纳米颗粒、包含含水介质的超声(US)浴中，以及激活所述浴以在将植物部分至少部分地浸没在所述含水介质内的同时将US波应用至所述植物部分上。

在某些实施例中，本公开内容还提供了一种物体，具体地是植物部分，其包括相对于依据规定396/2005的收获的农作物可接受的最大残余水平(MRL)的小于20％的MRL，该收获的农作物通过上文描述的方法获得。

附图简述

为了更好地理解本文公开的主题并且为了例证如何可以在实践中实施该主题，现在将参照附图通过仅非限制性实施例的方式描述实施方案，在附图中：

图1A-1B是在具有(图1A)和不具有(图1B)存在于浴的含水介质中的纳米尺寸的金刚石粉的超声浴中处理之后樱桃番茄样品的图像，两者均持续相同的作用持续时间。

图2A-2B是在具有(图2A)和不具有(图2B)存在于浴的含水介质中的纳米尺寸的氧化铝颗粒的超声浴中处理之后的不锈钢烛台的图像。

图3A-3B是在具有(图3B)和不具有(图3B)存在于浴的含水介质中的纳米尺寸的金刚石粉的超声浴中处理之后的铝箔样品的图像。

图4A-4B是在不添加纳米尺寸的氧化铝颗粒(图4A)的和具有(图4B)纳米尺寸的氧化铝颗粒的超声浴中处理之后的铝箔样品的图像。

发明的实施方案

相比于不应用所述方法的物体的条件，本公开内容的目的在于“清洁”物体，而不引起物体自身的损伤、分解或加速劣化。

在本公开内容的上下文中，清洁被理解为至少从物体的表面除去不期望的物质的任何行为。清洁包括，但不限于此，消毒、抛光、洗掉等等。在某些实施例中，本文公开的方法还可以产生降低被处理的物体的粗糙度或至少使被处理的物体的表面平滑的效果。不期望的污染物可以与物体粘附、嵌入或以其他方式缔合。

本公开内容的一般原理是US波与纳米颗粒的组合以实现“清洁”效果。

常规的超声浴使用通过高频率声波诱导的空化气泡以激活在浴/室内的液体。此空化激活通过经由强有力的微尺寸液体喷射器在被处理的物体例如金属、塑料、玻璃、橡胶、以及陶瓷的表面上的向内破裂而产生高的力，该力导致粘附至表面的或在待处理的物体内的或以其他方式与待处理的物体缔合的固体物质或污染物的除去。

在某些方面中，本公开内容基于以下发现：与单独通过超声处理相同的物体或通过将物体沉浸在消毒溶液中相比，在不溶性硬的纳米颗粒的存在下，对物体施加空化气泡的影响，对于清洁物体的表面具有较好的效果。不希望被理论束缚，应相信，相比于在超声清洁中的没有纳米颗粒的纯的液体，液体的微射流(micro-jet)包含作为用“子弹”使表面爆炸的硬的抛射物的纳米颗粒。物体的这种处理借助于液相纳米爆炸行为或通过将物体沉浸在处理溶液中来进行，该液相纳米爆炸作用比纯的液体超声清洁更有效地除去材料。

此改进的效果在多种类型的物体上、以不同的表面特性、从植物或植物部分例如种子、水果以及蔬菜(例如番茄)至金属表面例如铝箔片材和不锈钢烛台而呈现。

因此，在其最广义的方面中，本公开内容提供用于降低来自物体的污染物的水平的方法，该方法包括将所述物体引入到具有悬浮在其中的不溶性纳米颗粒、包含含水介质的超声(US)浴中，以及激活所述浴以在将物体至少部分地被浸没在所述含水介质内的同时引起在浴内的US波的形成。US波引起纳米颗粒在浴中的运动，这进而呈现为充当“洗涤器”。

在本公开内容的上下文中，“物体”是在液体介质中和/或在超声振动下不分离的任何固体物体。物体可以是任何物质。

在某些其他实施例中，物体实质上是有机物。在某些实施例中，有机物体是植物部分。

在某些实施例中，“污染物”可以是尘土、油脂、油、颜料、锈、藻类、病原体、真菌、细菌、病毒、水垢、化学化合物(例如杀虫剂)、助熔剂(flux agent)、指纹、烟灰蜡(soot wax)、脱模剂、土壤、或缔合或粘合至物体的并且期望除去的任何其他物质的任一种或组合。

在某些实施例中，物体可以被定义为具有在所定义的范围内的杨氏模量的固体物体。如所理解的，杨氏模量定义当力被施加至物体时将被弹性地变形的物体的趋势(即，非永久地)。杨氏模量非常高(例如高于10⁶psi)的物体被认为是刚性物体，而杨氏模量低(例如低于10⁵psi)的物体被认为是软的。因此，在某些实施例中，物体实质上是无机物。在某些实施例中，无机物体包括金属或金属合金。例如，已知金属例如金、铝以及银分别具有10.8x10⁶psi、10.0x10⁶psi以及10.5x10⁶psi的杨氏模量。已知某些金属具有59.5x10⁶psi的甚至更高的杨氏模量，例如钨。

有时，当物体是收获的农作物例如水果或蔬菜时，杨氏模量与橡胶的杨氏模量近似地相似，即，1450psi至14,500psi。

在本公开内容的上下文中，术语“植物部分”表示任何有机植物部分。植物部分可以是新鲜的(即，刚刚采摘或收获之后的)或保存的(即，在采摘或收获之后一定时间并且被维持在合适的储存条件下)。植物部分可以是从土壤或植物部分的发育所需要的其他介质提取的全植物，包括根、茎、叶等等。在某些实施方案中，植物部分是植物自身的一部分。

在一个实施例中，植物部分包括至少收获的农作物，例如水果、水果主体(孢子果)或蔬菜。

在一个其他实施例中，植物部分包括至少叶。

在某个其他实施例中，植物部分包括至少种子。

植物可以具有任何类型，来自这些类型的植物的部分可以是感兴趣的，例如作为商业商品、用于工业(例如化妆品、药物)、用于研究等等。

在某些实施例中，植物是由以下组成的组的任何成员：菠菜种子、野苣种子(corn salad seed)、胡萝卜、西瓜、甜瓜、番茄、莴苣、甘蓝、洋葱、黄瓜、甜椒、辣椒、西葫芦(squash)、茄子、南瓜、萝卜、块根芹、茴香、罗勒、细香葱、芫荽、莳萝、欧芹、甜菜以及大麻。

在一个实施例中，植物是菠菜，并且植物部分是菠菜叶和/或菠菜种子。

在一个实施例中，植物是玉米，并且植物部分是玉米种子。

在一个实施例中，植物是胡萝卜，并且植物部分是胡萝卜根和/或胡萝卜种子。

在一个实施例中，植物是西瓜，并且植物部分是西瓜果实和/或西瓜种子。

在一个实施例中，植物是瓜，并且植物部分是瓜果实和/或瓜种子。

在一个实施例中，植物是番茄，并且植物部分是番茄蔬菜和/或番茄种子。

在一个实施例中，植物是莴苣，并且植物部分是莴苣的叶蔬菜和/或莴苣种子。

在一个实施例中，植物是甘蓝，并且植物部分是其叶果实和/或甘蓝种子。

在一个实施例中，植物是洋葱，并且植物部分是洋葱球茎。

在一个实施例中，植物是黄瓜，并且植物部分是黄瓜蔬菜和/或黄瓜种子。

在一个实施例中，植物是甜椒，并且植物部分是甜椒蔬菜和/或其种子。

在一个实施例中，植物是辣椒，并且植物部分是辣椒蔬菜和/或其种子。

在一个实施例中，植物是西葫芦，并且植物部分是西葫芦蔬菜和/或西葫芦种子。

在一个实施例中，植物是茄子，并且植物部分是茄子蔬菜和/或茄子种子。

在一个实施例中，植物是南瓜，并且植物部分是南瓜果实和/或南瓜种子。

在一个实施例中，植物是萝卜，并且植物部分是萝卜根蔬菜和/或萝卜叶。

在一个实施例中，植物是块根芹，并且植物部分是根蔬菜和/或芹菜叶。

在一个实施例中，植物是茴香，并且植物部分是球茎和/或叶。

在一个实施例中，植物是罗勒，并且植物部分是罗勒叶和/或其种子。

在一个实施例中，植物是细香葱，并且植物部分是细香葱叶和/或其种子。

在一个实施例中，植物是芫荽，并且植物部分是芫荽叶和/或其种子。

在一个实施例中，植物是莳萝，并且植物部分是莳萝叶和/或其种子。

在一个实施例中，植物是欧芹，并且植物部分是欧芹叶和/或其种子。

在一个实施例中，植物是甜菜，并且植物部分是根和/或其叶和/或甜菜种子。

在一个实施例中，植物是大麻，并且植物部分是大麻叶和/或大麻种子。

在某些实施例中，植物部分是收获的农作物。在该上下文中，收获的农作物可以是植物的任何部分，所述植物具有商业价值和/或工业价值，是被生物体(人类以及动物)等等可消耗的。

当植物部分包括水果时，植物可以是苹果、香蕉、葡萄、草莓、玉米、稻米、坚果、梨、浆果、李子、杏、橄榄、樱桃、桃、菠萝、猕猴桃、石榴、番茄、李子、茄子中的任一种。在某些实施例中，植物选自柑橘类水果家族，例如，但不限于此，柠檬、酸橙、葡萄柚、橘子、柑橘、柚子以及橙子。

当植物部分包括蔬菜时，植物可以是黄瓜、西葫芦、绿皮西葫芦(zucchini)、草本植物(herb)、大黄、胡萝卜、萝卜、豆、辣椒以及豌豆中的任一种。

在某些其他实施例中，植物部分包括植物的叶。

在又某些其他实施例中，植物部分包括植物种子。

在某些实施例中，植物部分包括植物的不同部分，例如具有附接于此的叶的球茎。

物体例如植物部分为了其通过污染清洁的目的而被引入到超声(US)浴中。当称为清洁时，在本发明的上下文中，应理解为至少从物体的表面而不仅仅从其表面除去污染物的任何水平。

取决于待处理的物体，污染物以及进行本文公开的方法的方式可以变化。然而，通常并且根据其广义的方面，该方法包括激活US浴持续与在将US波应用在物体上之前的污染物的水平相比足以降低来自物体的污染物的水平的时间。污染物的水平可以通过本领域中已知的任何方法来确定并且取决于在待处理的物体上的预计的污染物，如在下文进一步讨论的。

在某些实施例中，本文公开的方法允许与在US波的所述应用之前的污染物的水平相比使污染物的水平降低至少50％。在某些实施例中，相比于在进行US浴处理之前的相同污染物的水平，污染物的水平被降低至少60％、有时至少70％、或甚至有时至少80％、或90％或甚至95％或99％。

在某些实施例中，污染物的水平相比于如在下文进一步讨论的最大残余水平(MRL)标准来确定。

在某些其他实施例中，污染物的水平通过物体的表面的粗糙度的水平(在纹理方面的不规律性，假定污染物被粘附至物体的表面并且因此有助于其表面粗糙度)来确定。作为进行本文公开的方法的结果的粗糙度或粗糙度的变化可以通过表面平均粗糙度(Ra)单位来确定。粗糙度通常通过真实表面与其理想形式的垂直偏差来定量。如果这些偏差是大的，那么表面是粗糙的；如果它们是小的，那么表面是平滑的。

如本文所注明的，纳米尺寸的颗粒是本文公开的方法的实质特征。在没有纳米尺寸的颗粒的情况下，US浴的清洁效果不是明显的或与利用颗粒获得的清洁效果相比为低得多的程度。

向含水介质添加水不溶性纳米颗粒。在本公开内容的上下文中，水不溶性纳米颗粒被理解为离散的纳米观颗粒，该离散的纳米观颗粒具有呈纳米级的至少一种尺寸并且它们在水中不溶解。

在某些实施例中，纳米颗粒是化学上惰性的颗粒。在本文公开的上下文中，应理解，“化学上惰性的”颗粒是在化学反应中不反应或不参与化学反应的颗粒并且颗粒的功能或效果仅是在浴内的物体的清洁，即从物体除去污染物。为纳米尺寸的颗粒具有在1nm至1,000nm的范围内的平均直径。在某些实施例中，颗粒具有在2nm至500nm的范围内的平均直径。在某些实施例中，颗粒具有在10nm至100nm的范围内的平均直径。在某些实施例中，颗粒具有在30nm至80nm的范围内的平均直径。在某些实施例中，颗粒具有约50nm±10nm的平均范围。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是金刚石粉。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是金属氧化物纳米颗粒。金属氧化物纳米颗粒的非限制性实施例包括选自由以下组成的组的任何成员：氧化铝纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、氧化钛纳米颗粒、氧化铈纳米颗粒及其混合物。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是过渡金属碳化物纳米颗粒。过渡金属碳化物的非限制性实例是选自由以下组成的组的任何成员：碳化硅、碳化钛、碳化钙、碳化钨及其混合物。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是氧化硅纳米颗粒。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是氧化铝纳米颗粒。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是金属氮化物纳米颗粒。非限制性实例选自由以下组成的组：氮化镓、氮化铝、氮化铟及其混合物。

在某些实施例中，水不溶性颗粒是上文中的任何混合物。

在一个优选的实施例中，纳米颗粒包括金刚石粉。

不考虑形成纳米颗粒的物质，纳米颗粒可以以它们的硬度(即，能够使纳米颗粒抵抗塑性变形(通常通过渗透)的材料的性质和/或其对弯曲、刮擦、磨损或切割的抗性)为特征。在某些实施例中，纳米颗粒以根据莫氏硬度标(通常在矿物学中使用的)在7至11的范围内的硬度为特征。在又某些另外的或可选择的实施例中，颗粒以根据维氏硬度标在700至1100的范围内的硬度为特征。

本文公开的方法可以使用不同的量(浓度)的纳米颗粒。在某些实施例中，在US浴中的纳米颗粒为在0.0001％w/v至1.0％w/v之间的浓度。

在某些实施例中，在US浴中的纳米颗粒为在0.0001％w/v至0.1％w/v之间的浓度。

在某些实施例中，在US浴中的纳米颗粒为在0.001％w/v至0.05％w/v之间的浓度。

在某些实施例中，在US浴中的纳米颗粒为至少0.0001％w/v、有时0.001％w/v、有时0.005％w/v、有时0.01％w/v、并且还有时0.1％w/v的浓度。

在某些实施例中，在US浴中的纳米颗粒为至多1％w/v、有时至多0.5％w/v、有时至多0.1％w/v；有时至多0.05％w/v；另外有时至多0.01％w/v的浓度。

颗粒密度/量的优化可以通过确定由纳米颗粒吸收超声的量来实现。不希望被理论束缚，假定纳米颗粒的高密度导致较小的处理(清洁/平滑等等)效率，因为由于通过固体纳米颗粒的吸收而损耗了一些处理功率。

当将物体放置在清洁浴的室中时，优选地不允许物体在处理过程期间静置在浴的底部上，因为那防止空化免于在静置于浴的底部上的物体的一部分上发生(即，不与水接触)。因此，当将物体放置在清洁室中时，应理解为在含水介质和需要被处理的表面之间提供接触。在某些实施方案中，物体的表面的至少80％与介质接触，有时至少90％并且还有时约100％的与含水介质的表面覆盖率，即物体被完全地浸没在介质内并且悬垂在保持介质的超声浴的室内。

由于操作超声清洁器的方式，在激活超声浴之后，纳米颗粒被分散在含水介质内。空化气泡和纳米颗粒在介质内的高能量运动(由于通过空化气泡在待处理的物体的表面上向内破裂所产生的力)的组合作用导致物体的表面的“清洁”或“变平滑”。

含水介质可以是在超声清洁技术中常规使用的任何介质。在某些实施方案中，含水介质是水或基于水的介质。基于水的介质可以包括可以辅助清洁作用的任何组分，这包括，但不限于此，洗涤剂、湿润剂(表面活性剂，例如洗衣房洗涤剂)以及其他组分，并且对清洁工艺具有影响。存在已知与超声清洁一起使用的多种洗涤剂和湿润剂。

在某些实施方案中，含水介质可以包括一种或更多种消毒剂。消毒剂可以是本领域已知的任一种消毒剂，例如，但不限于此，基于氯化物的剂和无水磷酸二钠(DSP)。这些消毒剂可以被用于消毒(根除)在物体的表面上发育的任何微生物。

在某些实施方案中，消毒剂是氧化剂。氧化剂是本领域已知的，并且，但不限于此，可以包括释放引发氧化剂的银原子的银纳米颗粒。

在其中物体至少部分地被浸没在浴内的液体介质中的条件下操作US浴。在本文公开的上下文中，应理解，物体不需要以其整体被浸没在浴的液体中。在某些实施例中，需要清洁效果的至少部分在US波的操作的至少部分期间被浸没。这可以通过允许物体在浴内滚动或以其他方式翻转使得在US浴的操作期间使物体的全部表面暴露至US波和纳米颗粒来实现。

US浴在将物体引入到浴中之前或所述引入之后被激活。

在某些实施例中，浴以在20kHz至1,500kHz之间的频率范围被激活。在某些实施例中，超声浴的激活为在20kHz至150kHz之间、有时在40kHz至90kHz之间的频率范围。

在某些实施例中，浴以至少10kHz的频率、有时至少20kHz、有时至少30kHz、有时至少40kHz的频率被激活。

在某些实施例中，浴以至多1,500kHz的频率、有时至多1,000kHz、有时至多900kHz、有时至多800kHz、有时至多700kHz、有时至多600kHz、有时至多500kHz、有时至多400kHz、有时至多300kHz、有时至多200kHz、有时至多150kHz、有时至多100kHz的频率被激活。

在某些实施例中，浴以在6瓦特/升至1,500瓦特/升的范围内的声功率密度被激活。在某些实施例中，浴以在15瓦特/升至150瓦特/升的范围内的声功率密度被激活。另外，有时，浴以在4瓦特/升至65瓦特/升的范围内、或有时在10瓦特/升至120瓦特/升的范围内的声功率密度被激活。

US可以被操作为持续确定对于从特定物体除去污染物是有效的而不造成对物体的明显损伤(即，将造成物体没有值或具有较小的值的损伤)的任何时间长度。这可以通过用于每种物体/污染物或物体和/或污染物的组的前述标准测试来确定。

通常，并且根据某些实施例，根据本文公开的方法的处理需要用纳米尺寸的颗粒操作US浴持续从几秒到至少10分钟的时间段。

在某些实施例中，US被激活，即US波被应用(利用颗粒)至物体上持续至少10秒、有时30秒、有时1分钟的时间段，有时持续至少5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟或甚至60分钟或在1分钟至60分钟之间的任何时间段。

有时，超声浴的操作时间为在30秒至10分钟之间，有时在20秒至5分钟之间、或在1秒至10分钟之间。

在某些实施例中，US波被应用持续不多于120分钟、有时不多于60分钟、有时不多于30分钟、有时不多于20分钟、有时不多于10分钟的时间段。

在浴的操作期间，浴的温度可以变化，并且将尤其取决于物体的类型例如无论温度是否可能影响其处理后的质量、污染物的类型、在处理之前的污染的水平、纳米颗粒的量、纳米颗粒的类型、以及浴的操作参数(例如频率、声功率密度等等)。

在某些实施例中，含水介质在浴中的温度被控制为保持高于1℃、有时高于10℃、有时高于20℃、有时高于30℃、并且还有时高于40℃。

在某些实施例中，含水介质在浴中的温度被控制为保持低于60℃、有时低于50℃、还有时低于40℃或甚至低于30℃。

在某些实施例中，含水浴的温度基本上等于室温。这可以被定义为在20℃±5℃的范围内的任何温度。

在某些实施例中，含水介质在浴中的温度被控制为在1℃和60℃的范围内。

超声浴可以具有任何尺寸和形状。在某些实施方案中，超声浴被选择以包含在10L至15,000L的范围内的体积的含水介质。同样地，本发明的方法可以适合于物体的小规模处理以及大规模处理二者。

当物体是植物部分时，方法的质量或性能可以使用污染物的最大残余水平(MRL)来确定。

本文关于植物部分并且特别是农作物所公开的方法的效力可以通过在处理之后的植物部分的表皮上的污染物并且特别是杀虫剂的最大残余水平(最大残余限值，MRL)来定义。

在某些实施例中，该方法提供植物部分，该植物部分具有相对于依据规定396/2005所述植物部分可接受的最大残余水平(MRL)的小于30％的污染物的MRL。有时，该方法提供植物部分，该植物部分具有相对于依据规定396/2005所述植物部分可接受的最大残余水平(MRL)的小于20％的污染物的MRL。另外，有时，该方法提供植物部分，该植物部分具有相对于依据规定396/2005所述植物部分可接受的最大残余水平(MRL)的小于10％的污染物的MRL。

在某些实施例中，污染物是病原体。

病原体可以是将对物体引起损伤的任何剂。

在某些实施例中，病原体是或包括真菌。

在某些实施例中，病原体是或包括病毒。

在又某些实施例中，病原体是或包括细菌。

当物体是植物或植物部分时，污染物包括至少一种植物病原体。

在某些实施例中，植物部分包括种子并且病原体是种子病原体。在又某些其他实施例中，病原体是与水果或蔬菜有关的病原体和/或与植物的叶(草本植物)有关的病原体。

有时，污染物可以包括除了病原体自身之外的或交替地包括至少一种杀生物剂，例如在农业中使用的那些。杀生物剂可以是杀虫药、杀虫剂和/或杀线虫剂中的任一种或组合。

在此联系中，并且特别地当处理收获的农作物时，应认识到，许多农业作物在它们的外部表皮上携带沉积的污染物例如杀生物剂(杀虫剂)材料、灰尘、尘土等等。此类污染物有时通过用水简单洗涤不容易被除去并且期望为消费者提供清洁此类污染物的收获的农作物。发现本文公开的方法在除去此类污染物并且使收获的农作物的表面平滑而不损伤农作物的外部表皮并且同样地不使农作物的质量劣化的方面是有效的。

发现本文公开的超声法在除去包含有害物质的污染物方面是有效的，所述有害物质包括包含Cl、F、P、S的那些。可以通过本文公开的方法被除去的有害杀虫剂的实例包括，但不限于此，敌敌畏、二嗪农、毒死蜱、啶酰菌胺、嘧菌环胺、咯菌腈(一起称为转换物(switch))、甲氧虫酰肼、咪鲜胺以及(sportex)高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin)。

显著地，污染物可以不仅在植物部分的表面，而且有时在植物部分内更深，例如在表面下。

因此，根据某些实施例，本文公开的方法的清洁效果被用于从表面污染物至少清洁植物和植物部分。在某些实施方案中，处理用于除去化学残余物质和生物残余物质，例如沉积在植物部分的表皮例如水果或蔬菜的表皮上的杀虫剂材料。

如上文所注明，物体可以不同于植物部分。在某些实施例中，物体是无机物体。在某些实施例中，物体组成有或至少包括金属外表面或金属合金外表面。

在某些实施例中，金属选自由以下组成的组：铝、金、铂、铑、银及其任何组合。

在某些实施例中，金属合金选自由不锈钢和金属基质复合材料组成的组。

在某些实施例中，物体组成有或包括半导体。在某些实施例中，半导体是或包括选自由以下组成的组的材料：硅、锗以及镓。

有时，期望的是，仅仅使无机物体的表面平滑，例如根据平滑的方面。可选择地或另外，期望的是，从物体例如金属和金属合金的表面除去污染物(例如上文提及的那些)，例如根据清洁的方面。

但不限于此，金属或金属合金可以选自由以下组成的组：铝、贵金属及其合金的任何类型、不锈钢、基于钴的合金、基于镍的合金、基于铬的合金、基于钼的合金、基于钽的合金、基于铜的合金、基于钛的合金、基于镁的合金、基于锆的合金、基于钨的合金或其组合。

贵金属可以选自由以下组成的组：金、铂、铑、银、铱及其合金。

当物体在其表面处至少包括金属、金属合金或半导体时，应用该方法以至少从物体的表面除去固体物质/污染物。

进行本文公开的方法对所述物体上的表面提供抛光效果。当物体是无机材料例如金属、金属合金或半导体时，该方法擦亮物体的表面或在物体的表面上提供擦亮效果。

令人惊讶地发现，操作具有纳米颗粒的超声浴在除去固体物质方面是有效的，所述固体物质在无纳米颗粒的存在下可以未曾被除去或在较低的程度上(较不效率高地)被除去。在本文描述的非限制性实施例中，有效处理在不锈钢烛台的表面上被呈现，这导致在烛台的表面上的抛光效果。

另外，令人惊讶地发现，相比于在无纳米颗粒的存在下所需的时间，操作具有纳米颗粒的超声浴明显地减少为了除去一定量的固体物质所需的时间。

一些非限制性实施例

实施例1：利用包含50nm大小的颗粒的纳米尺寸的氧化铝粉的超声浴处理被污染的种子

为了确定本文公开的方法关于从种子除去污染物而不损伤种子的效力，测试两种来源的被污染的种子-菠菜种子和野苣种子，目的在于维持发芽水平和位于种子的外部表皮上的病原体减少。

病原体减少

处理被污染的种子的每个来源的两个批次(即，两个批次的菠菜种子和两个批次的野苣种子)。将第一批次的每个种子源在新鲜的水中处理并且第二批次使用美国的Ultra Sonic Power Corporation的机器在包含纳米尺寸的氧化铝粉(直径50nm，以0.01％w/v的浓度)的100升的超声水浴中处理。使浴在两种不同的温度下根据下表1进行操作。

在处理工艺之后，将种子批干燥至种子的健康储存所需的合适的水平。

表1根据本文公开的方法的具有纳米颗粒的超声处理浴和水清洁浴的操作参数

被污染的菠菜种子

将菠菜种子用靶病原体轮枝菌(Verticillium spp.)感染。感染的菠菜种子发展典型的轮枝孢菌症状，包括在种子的外部表皮上的良好发育的菌丝网络。

被污染的菠菜种子的热温度处理

将第一批次的感染的种子放置在由美国的UPC制造的100升浴体积的超声处理浴中，所述超声处理浴包括水和纳米尺寸的氧化铝粉(直径50nm，以约0.01％w/v的浓度)。另外，将第二批次的感染的菠菜种子浸泡在普通的热水浴中(没有应用超声)。两个浴的温度是50℃。

在浴中30分钟之后，在包含纳米尺寸的粉末的超声浴中的种子的批次的处理和在普通的热水浴(没有应用超声)中的种子的批次的处理两者均导致轮枝菌的根除。

被污染的菠菜种子的冷温度(20℃)处理

将第一批次的感染的种子放置在100升浴体积的冷超声处理浴中，所述冷超声处理浴包括水和纳米尺寸的氧化铝粉(直径50nm，以约0.01％w/v的浓度下)。另外，将第二批次的感染的菠菜种子浸泡在普通的冷水浴中(没有应用超声)用于比较。两个浴的温度是20℃。

在包含纳米尺寸的氧化铝粉的冷超声处理浴中处理第一批次的种子30分钟之后，轮枝菌的存在从在原态种子中的7.5％感染存在降低至2％(通过计数在皮氏培养皿中的菌落形成单位)。因此，真菌孢子根除并且在外部表皮处的种传病原体(seed borne pathogen)的明显部分也使种子波动。

相比之下，在普通的冷水浴中(没有应用超声)浸泡第二批次的种子30分钟之后，通过计数在皮氏培养皿中的菌落形成单位，轮枝菌的存在从7.5％增大至21％，这由轮枝菌在含水环境中的传播造成。

被污染的野苣种子

将野苣种子用靶病原体茎点霉真菌感染。新生的幼苗(Emerging seedling)表现出症状(黑叶斑病、黑茎病以及黑根病)并且最终枯萎，还可以在种子上观察到对于茎点霉是典型的发育的果实结构(分生孢子器)。

发芽减少

从被处理的样品获取的菠菜种子和野苣种子的样品也已经对它们的发芽能力进行测试。

除了轻微的激发效应，发芽的图与原态种子批相比在低温处理之后没有明显不同。在较高的温度和较长的暴露时间下，对于非超声实验，发芽能量严重降低。

环境已经为根据标准化的ISTA规定

菠菜发芽-在15℃下起褶的纸。(PP)

野苣发芽-纸的顶部15℃。(TP)

无论怎样，用超声和纳米粉末在低温下处理的样品未表现出由超声处理造成的不利副作用。

实施例2：利用不具有50nm大小的颗粒的纳米尺寸的氧化铝粉的超声浴处理被污染的种子

为了进一步确定本文公开的方法对污染物从种子的除去的效力，在实施例1中描述的被污染的种子根据本文描述的方法在具有纳米颗粒的超声处理浴中以及在用于比较的不添加纳米颗粒的原始状态的超声浴中进行测试。在两个浴中处理种子之后，测试发芽速率和位于种子的外部表皮上的病原体减少。

将实施例1的第一批次的种子源在超声水浴中处理并且将第二批次在包含直径50nm的以0.01％w/v的浓度的纳米尺寸的氧化铝粉的超声水浴中处理。在两种不同的温度下根据下表2操作浴。

在处理过程之后，将种子批干燥至种子的健康储存所需的合适的水平。

表2根据实施例2的具有纳米颗粒的超声处理浴和不具有纳米颗粒的超声浴的操作参数

在包含纳米尺寸的氧化铝粉的超声处理浴中处理第一批次的种子之后，病原体的存在减少，结果是真菌孢子以及在波状种子的外部表皮处的种传病原体的明显部分的根除。然而，在不添加纳米颗粒的含水超声浴中处理第二批次的种子不像对于从种子减少病原体存在和对于加速发芽速率那么有效。

实施例3：利用包含纳米尺寸的金刚石粉的超声浴处理番茄

为了确定本文公开的方法关于从番茄果实除去污染物而不损伤果实自身的效力，两个番茄涂覆有用作污染物质的黄色荧光材料。荧光材料由尺寸为约5μm的薄片制成，所述薄片通过浸渍在水溶液中被施加至表面。然后，将每个番茄果实放置在超声清洁器(9升浴体积，MRC制造，以色列)中，第一个在新制的水浴中，并且第二个在包含以约0.004％w/v的浓度的纯的纳米尺寸的金刚石粉(直径50nm)的水浴中。

使用以下参数，操作超声清洁器：

-40kHz的频率；

-20W/L的声功率密度(APD)；

-温度30℃。

在超声清洁器的操作期间，使用蓝色LED光观察番茄果实。在浴中6分钟之后，在包含纳米尺寸的金刚石粉的浴中的番茄失去淡黄色荧光涂层，这意味着涂层的除去。处理继续，直到另一个番茄在另外的6.5分钟之后即在12.5分钟之后失去其淡黄色荧光涂层。

在具有(图1A)和不具有(图1B)纳米尺寸的金刚石粉的超声清洁之后的番茄的图像。如所图示(图1A)的，纳米颗粒处理的番茄的表面更亮并且是高度反射性的，指示污染物从表面的除去。

实施例4：利用包含纳米尺寸的氧化铝粉的超声浴处理不锈钢烛台

将两个不锈钢烛台放置在超声清洁器(9升浴体积，MRC制造，以色列)中，第一个在新制的水浴中，并且第二个在包含以约0.004％w/v的浓度的纳米氧化铝(Al₂O₃)粉(粒度50nm，Sky Spring Nanomaterials,Inc.)的水浴中。

使用以下参数，操作超声清洁器：

-40kHz的频率；

-20W/L的声功率密度(APD)；

-温度30℃。

将超声浴处理持续300分钟。在图2A(烛台A)和图2B(烛台B)中分别呈现了在具有纳米氧化铝粉和不具有纳米氧化铝粉的超声清洁浴中的两个烛台(烛台A和烛台B)的图像。从图像中注意到，相比于非纳米颗粒处理的物体，用纳米氧化铝粉的处理引起在较大面积上的抛光效果(图2A)，指示物质从烛台的表面的较大程度的除去在不具有纳米颗粒的情况下是不可行的(图2B)。

实施例5：利用包含纳米尺寸的金刚石粉的超声浴处理铝箔

将铝箔的片在超声清洁器中处理，一个仅用水并且另一个用以0.004％w/v的浓度的纳米金刚石粉(50nm)。如在实施例3中所描述的，操作超声清洁器。

具有纳米颗粒和不具有纳米颗粒的处理的结果在图3中被示出(分别地，柱A和柱B)。图3A示出在纳米颗粒处理的实验中的箔的处理与如在图3B中所示出的不具有纳米颗粒的处理相比更显著。对于纳米颗粒处理的溶液的样品，铝箔样品的件在样品的边缘处被更永久地蚀刻。

实施例6：利用包含纳米尺寸的颗粒粉的超声浴处理铝箔

将两片铝箔在超声清洁器中处理，一个仅用水并且另一个用纳米氧化铝粉(50nm，以0.01％w/v的浓度)。如在表3中所描述的，操作超声清洁器。

表3.根据实施例6的具有纳米颗粒的超声清洁浴和不具有纳米颗粒的超声浴的操作参数

不具有(图4A)和具有(图4B)纳米颗粒的处理的结果。图4B示出在纳米颗粒实验中处理的铝箔的穿孔的量与没有纳米颗粒的处理(图4A)相比是较大的，而在图4B中展现的穿孔的尺寸比在图4A中展现的穿孔小得多。