حشره‌کش فراصوت | امواج فراصوت چگونه باعث دفع آفات خانگی می‌شوند؟زمان مطالعه ۱۰ دقیقه

اصطلاح فراصوت، به ارتعاشات فرکانس‌های بزرگ‌تر از حد بالای محدوده قابل شنیدن انسان اشاره دارد که این حد بالا، ۲۰ کیلو هرتز است. بسیاری از حیوانات توانایی شنیدن صداها در محدوده فرکانس فراصوت را دارند. حساسیت سوسک‌ها و جوندگان، نسبت به فرکانسهای منطقه ۴۰ کیلوهرتز، منجر به تولید حشره‌کش‌ فراصوت شده ‌است. دستگاه‌های حشره‌کش فراصوت صداهای بلندی را در آن محدوده فرکانسی منتشر می‌کنند تا آفات را دور کنند، با این حال صحت عملکرد آن‌ها مورد تردید قرار دارد. در این مقاله از تریتا، به بررسی موج فراصوت، کاربرد آن در حشره‌کش فراصوت و صحت اثربخشی آن‌ها می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

موج فراصوت چیست؟

موج صدا ارتعاشی است که از طریق یک محیط فیزیکی مانند هوا، آب و فلزات منتقل می‌شود. موج فراصوت به عنوان «صدای غیرقابل شنیدن با فرکانس بالا برای انسان» تعریف می‌شود که به طور کلی فرکانس آن از ۲۰ کیلو هرتز فراتر می‌رود. این روزها، موج صوتی‌ای که قرار نیست شنیده شود، موج فراصوت یا اولتراسونیک نامیده می‌شود. ​

موج طولی و موج عرضی

امواج مافوق صوت انواع مختلفی از جمله امواج طولی، امواج عرضی، امواج سطحی و غیره دارند. ​در حالت جامد، به طور همزمان دو نوع موج الاستیک وجود دارد. یکی از آن‌ها یک موج الاستیک است که دارای یک جابجایی در جهت انتشار موج، به نام موج طولی یا موج چگالی است و دیگری یک موج الاستیک است که دارای جابجایی در جهت عمود بر جهت انتشار موج است و آن رابا نام موج عرضی یا موج برشی می‌شناسند.

کاربردهای موج فراصوت در پزشکی

اگرچه که سونوگرافی(اولتراسوند) در حال رقابت با دیگر اشکال تصویربرداری پزشکی، مانند تکنیک‌های اشعه ایکس و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، اما ویژگی‌های خاصی دارد که دیگر روش‌ها این ویژگی‌ها را فراهم نمی‌کنند. علاوه بر این، در میان تکنیک‌های مدرن مختلف برای تصویربرداری از اندام‌های داخلی، دستگاه‌های فراصوت بسیار ارزان‌تر هستند. فراصوت همچنین برای درمان دردهای مفصلی و برای درمان انواع ویژه‌ای از تومورها استفاده می‌شود. استفاده بسیار موثر از سونوگرافی که از طبیعت این موج به عنوان یک ارتعاش مکانیکی ناشی می‌شود، از بین بردن سنگ‌های کلیه و مثانه است. ​

تشخیص بیماری‌ها

بیشتر تصویربرداری‌های تشخیصی پزشکی با اشعه ایکس انجام می‌شود. به دلیل انرژی‌های بالای فوتون اشعه ایکس، این نوع تابش بسیار یونیزه‌کننده است و اشعه ایکس در هنگام عبور از بافت بدن، قادر به تخریب پیوندهای مولکولی در آن است. این تخریب می‌تواند منجر به تغییراتی در عملکرد بافت مورد نظر و یا در موارد شدید، نابودی آن شود. ​یکی از مزایای مهم اولتراسوند این است که جنس آن، یک ارتعاش مکانیکی است و شکلی غیریونیزه‌کننده از انرژی است. بنابراین، در بسیاری از شرایط حساس که در آن ممکن است اشعه ایکس مخرب باشد، می‌توان از موج فراصوت استفاده کرد. همچنین قدرت تفکیک اشعه ایکس به دلیل قدرت نفوذ زیاد و تفاوت‌های جزئی بین بافت‌های نرم محدود می‌شود. در حالی که موج فراصوت، کنتراست خوبی بین انواع مختلف بافت نرم ایجاد می‌کند که این امر برای تهیه تصاویر پزشکی مناسب ضروری است.​

اسکن فراصوت در تشخیص پزشکی از اصل سونار استفاده می‌کند. پالس‌های اولتراسوند فرکانس بالا، که عموما فرکانسی بیشتر از یک مگا هرتز دارند، توسط یک مبدل موج فراصوت تولید شده و به سمت بدن هدایت می‌شوند. وقتی موج فراصوت از اندام‌های داخلی مختلف عبور می‌کند، با تغییراتی در امپدانس صوتی مواجه می‌شود که موجب انعکاس می‌شود. مقدار و زمان تاخیر بازتاب‌های مختلف را می توان برای به دست آوردن اطلاعات مربوط به اندام‌های داخلی بدن، تجزیه و تحلیل کرد. در حالت B-scan، یک آرایه خطی از مبدل‌ها برای اسکن یک صفحه در بدن استفاده می‌شود و داده‌های حاصل بر روی صفحه تلویزیون به عنوان یک نمودار دو بعدی نمایش داده می‌شوند. تکنیک A-scan از یک مبدل واحد برای اسکن کردن در امتداد یک خط در بدن استفاده می‌کند و انعکاسات به صورت تابعی از زمان ترسیم می‌شوند. این تکنیک برای اندازه‌گیری فواصل و یا اندازه‌های اندام‌های داخلی به کار می‌رود. حالت M-scan هم برای ثبت حرکت اندام‌های داخلی استفاده می‌شود؛ مانند مطالعه اختلال عملکرد قلب. وضوح بیشتر در تصویربرداری فراصوت با استفاده از فرکانس‌های بالاتر یعنی طول ‌موج‌های کوتاه‌تر به دست می‌آید. محدودیت این ویژگی امواج این است که فرکانس‌های بالاتر به شدت جذب بدن می‌شوند. ​

سونوگرافی به این دلیل که غیریونیزه کننده است، به یکی از مراحل اصلی تشخیص زایمان تبدیل شده ‌است. در طول فرآیند کشیدن مایع آمنیوتیک در آزمایش نقص‌های مادرزادی، از تصویربرداری اولتراسونیک برای هدایت سوزن و در نتیجه جلوگیری از آسیب به جنین و یا بافت اطراف آن استفاده می‌شود. تصویربرداری فراصوت جنین می‌تواند برای تعیین تاریخ حاملگی، شناسایی چندقلویی و تشخیص ناهنجاری‌های رشد جنین استفاده شود. ​تکنیک‌های داپلر فراصوت، در تشخیص مشکلات جریان خون بسیار مهم هستند. در یکی از این روش‌ها، یک باریکه اولتراسونیک سه‌گوش در خون شریانی در حال آمدن با یک انتقال داپلر چند کیلوهرتز با اختلاف فرکانس منعکس می‌شود که می‌تواند مستقیما توسط یک پزشک شنیده شود. با استفاده از این روش می توان ضربان قلب جنین را خیلی قبل از این که گوشی بتواند صدا را بگیرد، کنترل کرد. بیماری‌های عروقی مانند تصلب شرائین را نیز می توان تشخیص داد و ترمیم شریان‌ها را می توان پس از عمل جراحی کنترل کرد. ترکیبی از تصویربرداری B-scan و تصویربرداری داپلر، معروف به اسکن دوپلکس، می‌تواند شریان‌ها را شناسایی کند و بلافاصله جریان خون آن‌ها را اندازه‌گیری کند؛ این روش به طور گسترده‌ای برای تشخیص نقص دریچه‌های قلب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با استفاده از امواج فراصوت با فرکانس‌های تا ۲۰۰۰ مگا هرتز، که طول ‌موج ۰.۷۵ میکرومتر در بافت‌های نرم دارد (‏در مقایسه با طول‌موج ۰.۵۵ میکرو متر برای نور)‏، میکروسکوپ‌های فراصوت ایجاد شده‌اند که میکروسکوپ‌های نوری رقیب آن‌ها هستند. مزیت متمایز میکروسکوپ‌های فراصوت در توانایی آن‌ها در تشخیص بخش‌های مختلف یک سلول به وسیله ویسکوزیته آن‌ها نهفته‌ است. همچنین، چون آن‌ها به هیچ محیط کنتراست مصنوعی نیاز ندارند که باعث مرگ سلول‌ها شود، می‌توانند سلول‌های زنده واقعی را مطالعه کنند. ​

درمان و جراحی بیماری‌ها

از آنجایی که سونوگرافی یک ارتعاش مکانیکی است و می‌تواند به خوبی در فرکانس‌های بالا متمرکز شود، می‌تواند برای ایجاد حرارت داخلی بافت محلی بدون اثرات مضر بر روی بافت مجاور مورد استفاده قرار گیرد. این روش را می توان برای تسکین درد مفاصل، به ویژه در پشت و شانه به کار برد. هم چنین، در حال حاضر تحقیقات در مورد درمان انواع خاصی از سرطان توسط گرمایش محلی انجام می‌شود، زیرا تمرکز امواج فراصوت شدید می‌تواند محل یک تومور را گرم کند و در عین حال تاثیر قابل‌توجهی بر بافت اطراف نگذارد. جراحی بدون اثر یعنی، جراحی‌ای که نیاز به برش و یا ایجاد مسیر از پوست به ناحیه آسیب‌دیده ندارد، برای چنین شرایطی توسعه ‌یافته است. مثلا از موج فراصوت با متمرکز کردن آن در نقاطی که دسترسی به آن‌ها از طریق جراحی سنتی ممکن نیست، برای درمان بیماری پارکینسون استفاده می‌شود. یکی از دیگر کاربردهای رایج این روش، تخریب سنگ‌های کلیه با امواج شوک است که توسط امواج فراصوت متمرکز شکل می‌گیرند. در برخی موارد، دستگاهی به نام لیتوتریپتر اولتراسونیک، موج فراصوت را به کمک راهنمایی اشعه ایکس در نقطه مورد نظر متمرکز می‌کند، اما یک تکنیک رایج برای تخریب سنگ‌های کلیه، که به از‌ هم‌ گسیختگی آندوسکوپی مشهور است، از یک میله فلزی کوچک که از طریق پوست وارد محل مورد نظر می‌شود، برای انتقال موج فراصوت در منطقه فرکانس ۲۲ تا ۳۰ کیلو هرتز استفاده می‌شود. ​

حشره‌کش فراصوت | راه‌حل یا دروغ؟

وقتی بحث حذف آفات و حشرات مطرح می‌شود، یکی از راه‌ها برای خلاص شدن از شر این موجودات، قرار دادن یک دستگاه دفع‌کننده یا حشره‌کش فراصوت است.​ این دستگاه‌ها قادر به جلوگیری از هجوم آفات و حشرات هستند. علاوه بر این، آن‌ها برای استفاده در اطراف کودکان و حیوانات خانگی هم ایمن هستند چون آن طور که ادعا می‌شود، صدای آن‌ها غالبا برای هیچ‌کس به جز آفت‌ها و حشرات قابل شنیدن نیست و از هیچ ماده شیمیایی و یا سمی هم استفاده نمی‌کنند. حشره‌کش فراصوت یه ابزار الکترونیکی است که صداهایی با فرکانس بالا را منتشر می‌کند. این صداها برای دفع، آسیب یا کشتن آفات خانگی مانند جوندگان و حشرات طراحی شده‌اند. اینکه آیا این صداها واقعا در از بین بردن موجودات مزاحم این کار موثر هستند یا خیر، توسط آزمایشگاه‌های تست و کمیسیون تجارت فدرال ایالات ‌متحده (‏FTC) ‏مورد مناقشه قرار گرفته‌ است. ​جوندگان و حشراتی که بدون کنترل رها شده‌اند می‌توانند بیماری‌هایی را منتقل کنند و همچنین باعث آسیب جدی به ساختمان شوند. علائم آلودگی به جوندگان شامل فضله، به ویژه در نزدیکی غذا و زیر سینک، بسته‌های غذایی جویده‌شده و سوراخ‌هایی در ساختار ساختمان است که به وسیله‌ی آن‌ها، این موجودات می‌توانند وارد خانه شوند. آلودگی به سوسک، که مسلما فراگیرترین و سخت‌ترین نوع آلودگی آفت است، به خصوص در مناطق شهری و آشپزخانه‌های صنعتی و تجاری، یافت می‌شود و اغلب در مکان‌هایی با دسترسی سخت، مانند ترک و شکاف در کابینت‌ها و لوله‌های آشپزخانه و پشت یخچال و ماشین ظرفشویی دیده می‌شوند. گفته می‌شود که حشره‌کش فراصوت می‌تواند این آفات خانگی را نیز از بین ببرد. ​

نحوه عملکرد دستگاه حشره‌کش فراصوت

دستگاه‌های حشره‌کش فراصوت، به پریز برق خانگی وصل می‌شوند. پس از آن، صداهای با فرکانس بالا منتشر می‌کنند که باعث اختلال در آفات می‌شوند. این صدا ظاهرا باعث یک پاسخ فیزیولوژیکی به نام پاسخ تشنج ادیوژنیک می‌شود که با دویدن غیر جهت‌دار، تشنج و احتمالا مرگ ناشی از خونریزی مغزی در جانداران همراه می‌شود. نظریه پشت دستگاه حشره‌کش فراصوت این است که جوندگانی که به وسیله‌ی امواج فراصوت سردرگم شده‌اند، وقتی با مانع مزاحمی که مانع از جمع‌آوری غذا، رشد، ساخت لانه و یا ارتباط آن‌ها می‌شود، پا به فرار می‌گذارند و محیط را ترک می‌کنند. دستگاه‌های فراصوت به دلیل سهولت استفاده و این واقعیت که گوش انسان، صدای آن‌ها را حس نمی‌کند و همچنین به این دلیل که نیاز به تله و سم را از بین می‌برند، برای مصرف کنندگان محبوب و جذاب هستند.

آفت‌کش‌های فراصوت، بازدهی طولانی‌مدتی را برای مصرف‌کنندگان به ازمغان می‌آورند. این در حالی است که سموم، تله‌ها، تله‌های چسبنده و امثالهم، باید هر چند وقت یکبار (‏اغلب هفته‌ای یک‌بار) ‏دوباره بررسی شوند. در حالی که این بررسی‌ها می‌تواند گران و خسته‌کننده باشد، بیشتر آفت‌کش‌های فراصوت برای سه ‌تا پنج سال باقی می‌مانند. کار آن‌ها تولید امواج فراصوتی است که آفات را دفع می‌کنند، بنابراین تا زمانی که قدرت داشته باشند کار خواهند کرد.

آیا حشره‌کش فراصوت واقعا آفات خانگی را از بین می‌برد؟

مطالعاتی که برای بررسی کارایی دافع حشره‌کش فراصوت طراحی شده‌اند نتایج مختلفی را نشان داده‌اند. یک تست گسترده که توسط دانشگاه ایالتی کانزاس در سال ۲۰۰۲ انجام شد نشان داد که دستگاه حشره‌کش فراصوت، در دفع برخی از حشرات مانند جیرجیرک‌ها موثر بودند اما تاثیر کمی روی سوسک‌ها داشتند. همچنین، مورچه‌ها و عنکبوت‌ها تحت‌تاثیر هیچ کدام از وسایل قرار نگرفتند. از بین آفت‌هایی که به نظر می‌رسد با صدا اذیت می‌شوند، برخی تست‌ها نشان داده‌اند که آن‌ها وقتی متوجه می‌شوند که صدا بی‌آزار است، به آن عادت می‌کنند. حتی مدل‌های موفقی از دستگاه‌های حشره‌کش فراصوت که در آزمایش‌ها به اثبات رسیده‌اند، در شرایط دنیای واقعی به خوبی عمل نمی‌کنند و در آن قدرت سیگنال به سرعت کاهش می‌یابد و می‌تواند توسط دیوارها و مبلمان مسدود شود. ​

نگرانی‌های دیگری هم به وجود آمده‌اند. برخی از کاربران گزارش کرده‌اند که موج ناشی از دشتگاه حشره‌کش فراصوت می‌تواند وضوح مکالمات تلفنی را تضعیف کند. علاوه بر این، در سیستم‌های زنگ خطر سرقت، اختلال ایجاد ‌می‌کنند و باعث جهش در سمعک می‌شو‌ند. همچنین ممکن است این صدا باعث پریشانی ناخواسته خرگوش‌ها و حیوانات خانگی مانند خوکچه هندی و همستر شود. گربه‌ها و سگ‌ها می‌توانند در محدوده فراصوت بشنوند، اما به نظر می‌رسد که آن‌ها به خاطر صدای ساطع شده از این دستگاه‌ها اذیت نمی‌شوند. ​تولید کنندگان مواد دور کننده آفات فراصوت ادعاهایی را مطرح می‌کنند که ممکن است با آزمایش‌های علمی پشتیبانی نشوند. در واقع، بیش از ۶۰ شرکت در سال ۲۰۰۱ نامه‌های هشداردهنده‌ای از FTC دریافت کردند که در آن بیان شده‌بود که ادعاهای کارایی در مورد محصولات آن‌ها باید توسط شواهد علمی حمایت شود. دو سال بعد، یک شرکت به دلیل نقض هشدار توسط FTC مورد شکایت قرار گرفت. دستگاه‌ها باید در مناطقی قرار گیرند که سیگنال‌های آن‌ها بدون وقفه با دیوارها یا مبلمان حرکت کنند. ​با این حال، بسیاری از کاربران هم موفقیت این وسایل را گزارش کرده‌اند، بنابراین به افراد توصیه می‌شود که قبل از خرید یک حشره‌کش فراصوت، در مورد برندهای خاص تحقیق کنند.

منابع: Britannica، Nachi، Bobvila، Sonotec