Hvad er en superkritisk gas?

Superkritisk gas, mere korrekt kendt som superkritisk væske, er en tydelig tilstand af stof, der har egenskaber ved både en væske og en gas.En superkritisk gas kan betragtes som en formidlingstilstand mellem væsker og gasser.Superkritiske gasser oprettes kun over et materialer termodynamisk kritisk punkt.Dette betyder normalt høje pres, ofte mellem ca. 40 og 80 atmosfærer, skønt det varierer meget.Nogle kritiske punkter, især vand, er så høje som 218 atmosfærer og videre.Superkritiske væsker har lave viskositeter og høje diffusiviteter.

Superkritiske gasser kan diffundere ind i og gennem faste stoffer som en gas, men opløses også visse materialer som en væske.Superkritiske væsker findes i mindst to områder af naturen.Den første er omkring hydrotermiske ventilationsåbninger og ubåd vulkaner på havbunden, hvor presset er så stort, at oprettelsen af en superkritisk gas er mulig.Trykket 3 km (1,8 mi) under vand er 300 atmosfærer, mere end nok.En anden naturlig superkritisk gas er den nedre atmosfære af Venus, som er meget tæt og varm (93 atmosfærer, 735 K) ved overfladen.Mærkeligt nok betyder det, at kun to stoftilstande kan findes på overfladen: fast og superkritisk gas.Konventionelle væsker og gasser findes ikke der.

Superkritiske væsker har mindst et dusin industrielle anvendelser.Den ene er superkritisk væskeekstraktion, hvor superkritiske væsker bruges til at ekstrahere noget materiale fra en omgivende matrix.Dette bruges til at udtrække koffein fra kaffebønner.Superkritisk kuldioxid suger koffeinet lige ud af dem.Tilsvarende anvendes superkritiske væsker til superkritisk tørring, der ekstraherer en væske fra en matrix.Dette bruges til fremstilling af biologiske prøver til elektronmikroskopi såvel som syntesen af airgel, et materiale, der har 12 Guinness verdensrekorder for egenskaber såsom lethed og isolering.

Superkritisk vandoxidation bruges til at oxidere farligt affald, der fremstillerdem er sikre til bortskaffelse.Processen bruges også til at syntetisere mikro- og nano-partikler til forskellige farmaceutiske anvendelser.Det modsatte af superkritisk væskeekstraktion kaldes imprægnering, hvorved et materiale introduceres til en matrix snarere end fjernet.Listen fortsætter.Som du kan se, er anvendelsen af superkritiske væsker adskillige.