I. Principe de l'extraction de la médecine traditionnelle chinoise par ultrasons : Dominé par l'« effet de cavitation »
Le mécanisme de l'extraction de la médecine traditionnelle chinoise par ultrasons provient de l'effet de cavitation induit par les ultrasons dans un milieu liquide, ce qui constitue la principale différence avec les méthodes d'extraction traditionnelles telles que la décoction et l'extraction par reflux. Lorsque les ultrasons (généralement à une fréquence de 20 kHz) agissent sur un mélange de médecine traditionnelle chinoise et de solvant, ils génèrent un grand nombre de bulles microscopiques (« bulles de cavitation ») d'un diamètre de quelques micromètres dans le liquide. Ces bulles se dilatent et se contractent continuellement sous l'effet des vibrations des ondes ultrasonores. Lorsque la pression atteint une valeur critique, les bulles s'effondrent instantanément, libérant une énergie intense et une pression d'onde de choc. Cet environnement extrême perturbe rapidement la structure des parois cellulaires des plantes médicinales chinoises, telles que la cellulose et l'hémicellulose, brisant la « barrière » cellulaire et exposant directement les composants actifs (par exemple, alcaloïdes, flavonoïdes, saponines) contenus dans les cellules au solvant. Cela raccourcit considérablement le chemin de dissolution des composants. L'effondrement des bulles entraîne également le liquide environnant à former des micro-flux à grande vitesse, produisant des effets d'agitation et d'impact intenses. Cela empêche la formation d'une « barrière de différence de concentration » entre le solvant et la surface des particules de plantes médicinales chinoises – un phénomène observé dans l'extraction traditionnelle où les composants actifs dissous à la surface créent une couche de haute concentration qui entrave la dissolution ultérieure des composants internes. La perturbation des micro-flux par les ultrasons élimine rapidement la solution de haute concentration de la surface, permettant au solvant frais d'entrer continuellement en contact avec l'intérieur de la matière végétale, améliorant ainsi l'efficacité de la dissolution.

II. Effets auxiliaires : Synergie des vibrations mécaniques et des effets thermiques

Outre l'effet de cavitation, les vibrations mécaniques et les effets thermiques des ultrasons contribuent également à améliorer l'efficacité de l'extraction.

Fragmentation physique par vibrations mécaniques : Pendant leur propagation, les ultrasons génèrent des vibrations mécaniques périodiques sur les particules solides des plantes médicinales chinoises, semblables à un « broyage microscopique ». Ces vibrations peuvent créer des fissures dans les particules et même disperser les particules plus grosses en une poudre plus fine (sans provoquer une fragmentation excessive qui entraînerait des difficultés de filtration), augmentant ainsi la surface de contact entre la matière végétale et le solvant. Cela offre davantage de « voies » pour la dissolution des 

composants actifs. Régulation par effets thermiques modérés : Lorsque les ultrasons se propagent dans le milieu, une partie de leur énergie est convertie en chaleur, provoquant une légère augmentation de la température du système (généralement contrôlable entre 40 et 60 °C). Cette légère élévation de température accélère non seulement le mouvement des molécules de solvant, améliorant ainsi leur pénétration et leur capacité de dissolution, mais elle préserve également les composants actifs thermosensibles (par exemple, les polysaccharides, les huiles essentielles) qui risquent d'être dégradés par les méthodes de décoction traditionnelles à haute température (par exemple, supérieures à 100 °C). Cette approche permet donc de concilier efficacité et stabilité des composants.