Hvad er superkritisk tørring?
Når et stof tørres ved normale metoder til påføring af varme og tryk i en endelig hastighed, passerer stoffet gennem væskegasbarrieren, hvor mængden af kapillærspænding ændrer sig, hvilket får stoffet til at tømme. Denne tørreproces påvirker stoffets samlede overfladespænding og får sarte strukturer til at gå i stykker eller degenerere. For at undgå dette problem sker der superkritisk tørring, der tørrer et stof via høj varme og tryk og går rundt om væskegasgrænsen i stedet for at bevæge sig gennem det. Væskens og gasens densitet er den samme, og molekylært er der ingen forskel mellem de to. Superkritisk tørring kan bruges sammen med superkritiske væsker, og der er flere forskellige tørringsmetoder.
Den normale tørringsproces involverer anvendelse af medium varme eller tryk og er fin, når den anvendes til stoffer som vand, som ikke let brydes. Nogle stoffer eller enheder - såsom mikroelektromekaniske enheder, der har små maskiner - oplever en ubalance under denne tørringsproces, fordi når væskens overfladespænding skifter til en gas, trækker den mod stoffets struktur. I delikate strukturer kan dette træk skabe problemer.
For at komme omkring dette emne med overfladespænding er superkritisk tørring en metode, der overskrider væskegasgrænsen og ikke påvirker stoffets kapillærspænding. Kapillærspænding er rummet mellem stoffets porer, og når væsken bliver en gas på normal måde, får kapillærspændingen stoffet til at kollapse. For at gøre dette kræves en superkritisk væske. Disse væsker ligner væsker, men er i stand til at ekspandere og komprimere som gasser; de er også i stand til at opløse andre stoffer. Fremstilling af disse væsker involverer mætning af porerne med et organisk opløsningsmiddel.
Der er flere måder at udføre superkritisk tørring på. I metoden med højt tryk og høj temperatur fyldes et trykkammer med den superkritiske væske og det organiske opløsningsmiddel, hvori den superkritiske væske blev nedsænket. Stoffet udsættes derefter hurtigt for varme og tryk, der går ud over dets kritiske grænse, hvilket får væsken til at ændre sig til en gas, hvor kapillærspændingen opretholdes.
Mens metoden med højt tryk og høj temperatur er den mest almindelige måde at udføre superkritisk tørring på, er der en metode til lav temperatur; denne metode er mere sikker, fordi den anden kan være eksplosiv, og nogle stoffer kan ikke håndtere det høje tryk og varme. I stedet for et organisk opløsningsmiddel bruges kuldioxid, fordi det ekstraheres superkritisk ved en lav temperatur. Superkritisk tørring med denne metode er ikke altid vellykket, fordi nogle væsker reagerer med kuldioxid for at skabe metalcarbonater.