超臨界ガスとは何ですか？

より正確には超臨界流体として知られている超臨界ガスは、液体と気体の両方の特性を持つ物質の明確な状態です。 超臨界ガスは、液体と気体の間の中間状態と見なすことができます。 超臨界ガスは、材料の熱力学的臨界点以上でのみ生成されます。 これは通常、高圧を意味し、多くの場合40〜80気圧ですが、大きく異なります。 いくつかの重要なポイント、特に水は、218気圧以上の高さです。 超臨界流体は、粘度が低く、拡散性が高い。

超臨界ガスは、ガスのような固体の中に拡散することができますが、液体のような特定の材料も溶解します。 超臨界流体は、少なくとも2つの自然の領域で見つかります。 1つ目は、海底の熱水噴出孔と海底火山の周辺で、圧力が非常に大きいため、超臨界ガスの生成が可能です。 水中3 km（1.8マイル）の気圧は300気圧で、十分すぎるほどです。 別の天然超臨界ガスは金星の低層大気で、表面は非常に高密度で高温です（93気圧、735 K）。 奇妙なことに、これは物質の2つの状態のみが表面上で見つかることを意味します：固体と超臨界ガス。 従来の液体や気体はそこには存在しません。

超臨界流体には、少なくとも十数の産業用途があります。 1つは超臨界流体抽出で、超臨界流体を使用して周囲のマトリックスから一部の材料を抽出します。 これは、コーヒー豆からカフェインを抽出するために使用されます。 超臨界二酸化炭素はカフェインをすぐに吸い取ります。 同様に、超臨界流体は、マトリックスから液体を抽出する超臨界乾燥で使用されます。 これは、電子顕微鏡検査用の生体試料の調製、および明度や断熱性などの特性に関する12のギネス世界記録を保持しているエアロゲルの合成に使用されます。

超臨界水酸化は、有害廃棄物の酸化に使用され、廃棄しても安全です。 このプロセスは、さまざまな製薬用途向けのマイクロ粒子およびナノ粒子の合成にも使用されます。 超臨界流体抽出の逆は含浸と呼ばれ、材料を除去するのではなくマトリックスに導入します。 リストは続きます。 ご覧のとおり、超臨界流体の用途は数多くあります。