超臨界流体とは何ですか？

超臨界流体は、その臨界点を超えて加熱された物質です。 物質の臨界点は、臨界圧力と臨界温度が共存する点であり、物質が平衡状態で液体および気体の形で存在できるようにします。 この点を超えて物質を摂取すると、流体は液体の溶解特性を持ちますが、気体の拡散特性を持ちます。 つまり、液体のような物質を溶解しながら、膨張して気体のような容器を満たすことができます。 これらのユニークな特性により、さまざまな業界で使用できます。

物質がその臨界点を超えると、超臨界流体になります。 流体が超臨界になるためには、人は臨界温度と臨界圧力を知る必要があります。 通常、高温の気体は圧力を加えると液体になり、高圧の液体は熱を加えると気体になります。 臨界圧力とは、温度がどれほど高くても物質が気体として存在できない圧力です。 同様に、臨界温度とは、圧力がどれほど高くても物質が液体になれない点です。

物質が臨界温度以上に加熱され、臨界圧力以上の圧力下に置かれると、興味深い現象が発生します。 物質は液体でも気体でもありません。 むしろ、両方のプロパティがあります。 物質の相の間の線は事実上消え、流体は特性を変化させます。 新しい超臨界流体は、液体と気体の両方の特性を備えています。

よく使用される超臨界流体の1つは二酸化炭素です。 臨界温度は87.8°F（31°C）であり、臨界圧力は73気圧（約55,480 mm Hg）であるため、超臨界流体になるのは良い物質です。 超臨界流体になると、温度と圧力の変化により二酸化炭素の特性が変化する可能性があります。 たとえば、圧力を操作すると、流体に溶解する物質が変わる可能性があります。 二酸化炭素は非極性分子であるため、極性分子を溶解する能力を高めるために修飾子を追加できます。

一部の超臨界流体を使用して、短時間で大量の目的物質を抽出できます。 これらのプロパティおよびその他のプロパティを使用すると、さまざまな業界で使用できます。 たとえば、食品および製薬業界では、液体を使用して食品から特定の化合物を抽出できます。 科学者は、二酸化炭素などの超臨界流体を使用して、抽出物に化学残留物を残すことなく、脂肪酸、油、および酸化防止剤を抽出できます。 また、超臨界二酸化炭素は比較的低温であるため、化学物質を高熱にさらすことができない場合に使用できます。