Hva er en superkritisk gass?

September 27  by Eliza

Superkritisk gass, mer korrekt kjent som superkritisk fluid, er en distinkt tilstand av materiale som har egenskapene til både en væske og en gass. Et superkritisk gass kan betraktes som et mellomledd tilstand mellom væsker og gasser. Kritiske gasser bare skapt over en materialets termodynamisk kritisk punkt. Dette betyr vanligvis høye trykk, ofte mellom 40 og 80 atmosfærer, selv om det varierer sterkt. Noen kritiske punkter, særlig vann, er så høyt som 218 atmosfærer og utover. Kritiske fluider har lav viskositet og høye diffusivities.

Superkritiske gasser kan diffundere inn i og gjennom faststoffer som en gass, men løser også visse materialer som en væske. Superkritiske fluider er funnet i det minste to områder av natur. Den første er rundt hydrotermale ventiler og undersjøiske vulkaner på havbunnen, der trykket er så stor at etableringen av en superkritisk gass er mulig. Trykket 3 km (1,8 km) er under vann 300 atmosfærer, mer enn nok. En annen naturlig superkritisk gass er den nedre atmosfære av Venus, noe som er meget tett og varm (93 atmosfærer, 735 K) ved overflaten. Merkelig nok betyr dette at bare to tilstander av materie kan bli funnet på overflaten: solid og superkritisk gass. Vanlige væsker og gasser ikke eksisterer der.

Kritiske fluider har minst et dusin industrielle anvendelser. En er superkritisk fluid ekstraksjon, hvor superkritiske fluider brukes til å trekke ut noe av materialet fra en omgivende matrise. Dette brukes til å trekke ut koffein fra kaffebønner. Superkritisk karbondioksid suger koffein rett ut av dem. Tilsvarende er superkritiske fluider som brukes i superkritisk tørking, som trekker ut en væske fra en matrise. Dette blir brukt i fremstillingen av biologiske prøver for elektronmikroskopi, så vel som syntesen av aerogel, et materiale som inneholder 12 Guinness registreringer for egenskaper som lyshet og isolasjon.

Kritisk vann oksidasjon brukes til å oksidere farlig avfall, noe som gjør dem trygge for avhending. Fremgangsmåten blir også anvendt til å syntetisere mikro- og nanopartikler for forskjellige farmasøytiske anvendelser. Det motsatte av superkritisk fluid ekstraksjon kalles impregnering, hvorved et materiale som er innført i en matriks i stedet for å fjernes. Listen fortsetter. Som du kan se, anvendelser av superkritiske fluider er mange.