Kaj je superkritični plin?

Superkritični plin, bolj pravilno znan kot superkritična tekočina, je ločeno stanje snovi, ki ima lastnosti tako tekočine kot plina. Superkritični plin se lahko obravnava kot vmesno stanje med tekočinami in plini. Superkritični plini nastajajo le nad termodinamično kritično točko materiala. To običajno pomeni visoke tlake, pogosto med približno 40 in 80 atmosferami, čeprav se zelo razlikujejo. Nekatere kritične točke, predvsem voda, so visoke do 218 atmosfer in več. Superkritične tekočine imajo nizko viskoznost in visoko difuzivnost.

Superkritični plini lahko difundirajo v in skozi trdne snovi, kot je plin, vendar tudi raztopijo določene materiale, kot je tekočina. Superkritične tekočine najdemo na vsaj dveh področjih narave. Prvi je okoli hidrotermalnih odprtin in podmorskih vulkanov na dnu oceana, kjer je pritisk tako velik, da je možno ustvarjanje superkritičnega plina. Tlak 3 km (1.8 mi) pod vodo je 300 atmosfer, več kot dovolj. Drug naravni nadkritični plin je spodnja atmosfera Venere, ki je na površini zelo gosta in vroča (93 atmosfer, 735 K). Nenavadno, to pomeni, da je na površini mogoče najti samo dve agregatni agregati: trdno in nadkritično plin. Konvencionalne tekočine in plini tam ne obstajajo.

Superkritične tekočine imajo vsaj ducat industrijskih uporab. Ena je ekstrakritična tekočinska ekstrakcija, kjer se superkritične tekočine uporabljajo za ekstrakcijo določenega materiala iz okoliške matrice. To se uporablja za pridobivanje kofeina iz kavnih zrn. Superkritični ogljikov dioksid iz njih izsesa kofein. Podobno se superkritične tekočine uporabljajo pri superkritičnem sušenju, ki ekstrahira tekočino iz matrice. Ta se uporablja pri pripravi bioloških vzorcev za elektronsko mikroskopijo, pa tudi pri sintezi aerogela, materiala, ki ima 12 Guinnessovih rekordov za lastnosti, kot sta lahkotnost in izolacija.

Superkritična oksidacija vode se uporablja za oksidacijo nevarnih odpadkov, zaradi česar so varni za odstranjevanje. Postopek se uporablja tudi za sintezo mikro in nano-delcev za različne farmacevtske aplikacije. Obratno ekstrakcijo superkritične tekočine imenujemo impregnacija, pri čemer se material vnese v matriko in ne odstrani. Seznam se nadaljuje. Kot lahko vidite, so uporabe superkritičnih tekočin številne.