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超聲波系統中產生的物理剪切和湍流源於聲空化現象。由於聲波在整個水性介質中的壓力波動，水中的氣穴充當核，微氣泡可以在幾微秒內形成、生長和坍塌，導致微尺度內爆，提供強烈的局部剪切力。整個介質中這些微尺度內爆的累積效應引起了超聲波乳化。  低頻系統中的高強度聲空化可以產生幾種高衝擊物理效應，例如微流、微噴射和衝擊波。 因此，可以在非常小的長度尺度上產生高湍流和速度梯度，從而產生納米乳液。得出的結論是，超聲頻率越高，就越難以達到啟動兩個獨立相混合所需的聲振動臨界振幅。 此外，隨着頻率的增加，空化氣泡的半徑減小，導致氣泡不太劇烈的崩潰，從而物理效應（例如衝擊波）逐漸減弱，而化學效應（即自由基形成）增強。因此，低超聲頻率（通常為 20 kHz）通常用於乳化目的。
超聲乳化已經應用於多種領域，並且在各個領域發揮着其獨特的作用。
已經工業化的超聲乳化應用有很多，超聲乳化是超聲波最早用於食品加工的技術之。如用於食品工業中的軟飲料、番茄醬、蛋黃醬、果醬、人造奶汕、嬰儿食品、巧克力、色拉油、油糖水及其他類混合食品，國內外都曾經試驗和採用過，並取得了提高產品質量和生產效率的效果，並且水劑胡蘿蔔素乳化已經試驗成功並用于生產。
1.乳化質量高~所形成的乳液平均液滴尺寸小，可為0.2～2μm，液滴尺寸分布範圍窄，可為0.1～10μm或更窄，濃度高，純乳液濃度可達30%，外加乳化劑可達70%。

2.乳化穩定~可以不用或少用乳化劑就產生穩定的乳液，有的可穩定幾個月至半年以上，耗能小，生產效率高，成本低。

3.可以控制乳液的類型~在某些聲場條件下，o/w(水包油)和w/o(油包水)型乳液都可制備，然而用機械乳化方法這是不可能的，只有乳化劑的性質才能控制乳酸的類型。例如，甲苯在水中乳化，在低聲強條件下可以形成一種類型的乳