Co to jest gaz nadkrytyczny?

Gaz nadkrytyczny, bardziej poprawnie znany jako płyn nadkrytyczny, jest odrębnym stanem materii, który ma właściwości zarówno cieczy, jak i gazu.Gaz nadkrytyczny można uznać za stan pośredni między cieczami i gazami.Gazy nadkrytyczne są tworzone tylko powyżej termodynamicznego punktu krytycznego.Zazwyczaj oznacza to wysokie ciśnienia, często między około 40 a 80 atmosferami, choć różni się to znacznie.Niektóre punkty krytyczne, w szczególności woda, mają nawet 218 atmosfery i nie tylko.Płyny nadkrytyczne mają niskie lepkości i wysokie dyfuzyjności.

Gazy nadkrytyczne mogą rozpowszechniać się w stałe, takie jak gaz, ale także rozpuszcza niektóre materiały, takie jak ciecz.Płyny nadkrytyczne występują w co najmniej dwóch obszarach natury.Pierwszy dotyczy otworów wentylacyjnych i wulkanów podwodnych na podłodze oceanu, gdzie ciśnienie jest tak duże, że możliwe jest tworzenie gazu nadkrytycznego.Ciśnienie 3 km (1,8 mil) pod wodą wynosi 300 atmosfery, więcej niż wystarczające.Kolejnym naturalnym gazem nadkrytycznym jest niższa atmosfera Wenus, która jest bardzo gęsta i gorąca (93 atmosfery, 735 K) na powierzchni.Co dziwne, oznacza to, że na powierzchni można znaleźć tylko dwa stany materii: gaz stały i nadkrytyczny.Tam nie istnieją konwencjonalne ciecze i gazy.

Płyny nadkrytyczne mają co najmniej tuzin zastosowań przemysłowych.Jednym z nich jest ekstrakcja płynów nadkrytycznych, w której płyny nadkrytyczne stosuje się do wydobywania niektórych materiałów z otaczającej matrycy.Służy to do wydobywania kofeiny z ziarna kawy.Nadkrytyczny dwutlenek węgla wysysa z nich kofeinę.Podobnie płyny nadkrytyczne stosuje się w superkrytycznym suszeniu, które wydobywa ciecz z matrycy.Jest to stosowane w przygotowaniu próbek biologicznych do mikroskopii elektronowej, a także w syntezie powietrza, materiału, który zawiera 12 rekordów Guinnessa dla właściwości, takich jak lekkość i izolacja.

Nadkrytyczne utlenianie wody stosuje się do utleniania odpadów niebezpiecznych, tworząc odpady niebezpieczne, tworząsą bezpieczne do usuwania.Proces ten jest również stosowany do syntezy mikro i nano-cząstek do różnych zastosowań farmaceutycznych.Odwrotność ekstrakcji płynu nadkrytycznego nazywana jest impregnacją, w której materiał wprowadza się do matrycy, a nie usuwana.I tak dalej.Jak widać, zastosowania płynów nadkrytycznych są liczne.