Qu'est-ce qu'un gaz supercritique?
Le gaz supercritique, plus précisément appelé fluide supercritique, est un état de matière distinct qui possède des propriétés à la fois liquides et gazeuses. Un gaz supercritique peut être considéré comme un état intermédiaire entre liquides et gaz. Les gaz supercritiques ne sont créés qu'au-dessus du point critique thermodynamique d'un matériau. Cela signifie généralement des pressions élevées, souvent comprises entre environ 40 et 80 atmosphères, même si cela varie énormément. Certains points critiques, notamment l'eau, atteignent 218 atmosphères et au-delà. Les fluides supercritiques ont des viscosités faibles et des diffusivités élevées.
Les gaz supercritiques peuvent diffuser dans et à travers les solides comme un gaz, mais dissolvent également certains matériaux comme un liquide. Les fluides supercritiques se trouvent dans au moins deux zones de la nature. Le premier concerne les sources hydrothermales et les volcans sous-marins au fond de l'océan, où la pression est si forte que la création d'un gaz supercritique est possible. La pression sous l'eau de 3 km (300 km) est de 300 atmosphères, plus que suffisant. Un autre gaz naturel supercritique est la basse atmosphère de Vénus, très dense et chaude (93 atmosphères, 735 K) à la surface. Curieusement, cela signifie que seuls deux états de la matière peuvent être trouvés à la surface: le gaz solide et le gaz supercritique. Les liquides et les gaz conventionnels n'y existent pas.
Les fluides supercritiques ont au moins une douzaine d'applications industrielles. L'une est l'extraction de fluide supercritique, où des fluides supercritiques sont utilisés pour extraire un matériau d'une matrice environnante. Ceci est utilisé pour extraire la caféine des grains de café. Le dioxyde de carbone supercritique en aspire la caféine. De manière similaire, les fluides supercritiques sont utilisés dans le séchage supercritique, qui extrait un liquide d'une matrice. Ceci est utilisé dans la préparation d'échantillons biologiques pour la microscopie électronique, ainsi que dans la synthèse de l'aérogel, un matériau qui détient 12 records Guinness World pour des propriétés telles que la légèreté et l'isolation.
L'oxydation de l'eau supercritique est utilisée pour oxyder les déchets dangereux, ce qui les rend sûrs pour leur élimination. Le processus est également utilisé pour synthétiser des micro et nanoparticules pour diverses applications pharmaceutiques. L'inverse de l'extraction par fluide supercritique s'appelle l'imprégnation, un matériau étant introduit dans une matrice plutôt que retiré. La liste continue. Comme vous pouvez le constater, les applications des fluides supercritiques sont nombreuses.