Co to jest nadkrytyczne suszenie?
Gdy substancja jest wysuszona normalnymi metodami stosowania ciepła i ciśnienia ze skończoną szybkością, substancja przechodzi przez barierę ciekłego gazu, gdzie zmienia się ilość naprężenia kapilarnego, powodując spuszczenie substancji. Ten proces suszenia wpływa na ogólne napięcie powierzchniowe substancji, powodując pękanie lub degenerowanie delikatnych struktur. Aby uniknąć tego problemu, występuje nadkrytyczne suszenie, które wysycha substancję poprzez wysokie ciepło i ciśnienie, i krąży wokół granicy gaza ciekłego zamiast się przez nią przesuwać. Gęstość cieczy i gazu jest taka sama i, molekularnie, nie ma różnicy między nimi. Składanie nadkrytyczne można stosować z płynami nadkrytycznymi i istnieje kilka różnych metod suszenia.
Normalny proces suszenia obejmuje stosowanie średnim ciepła lub ciśnienia i jest w porządku, gdy jest stosowane do substancji takich jak woda, które nie są łatwo zepsute. Niektóre substancje lub urządzenia - takie jak urządzenia mikroelektromechaniczne, które mają małe maszyny i MDpopiół; Doświadcz nierównowagi podczas tego procesu suszenia, ponieważ gdy napięcie powierzchniowe cieczy zmienia się w gaz, ciągnie się o strukturę substancji. W delikatnych strukturach to ciągnięcie może powodować problemy.
Aby obejść ten problem z napięciem powierzchniowym, superkrytyczne suszenie to jedna metoda, która omija granicę płynnego gazu i nie wpływa na naprężenie kapilarne substancji. Naprężenie naczyń włosowatych jest przestrzenią między porami substancji, a gdy ciecz staje się gazem w normalnych środkach, naprężenie naczyń włosowatych powoduje zawalenie substancji. Aby to zrobić, wymagany jest płyn nadkrytyczny. Te płyny wyglądają jak ciecze, ale są w stanie rozszerzać się i kompresować jak gazy; Są również w stanie rozwiązać inne substancje. Przygotowanie tych płynów obejmuje nasycenie porów organicznym rozpuszczalnikiem.
Istnieje kilka sposobów wykonywania superkrytycznego suszenia. W wysokim ciśnieniuD Metoda wysokiej temperatury, komora ciśnieniowa jest wypełniona płynem nadkrytycznym i organicznym rozpuszczalnikiem, w którym zanurzono płyn nadkrytyczny. Substancja jest następnie szybko narażona na ciepło i ciśnienie, które wykracza poza jego krytyczną granicę, powodując zmianę płynu w gaz, w którym utrzymuje się naprężenie kapilarne.
Podczas gdy metoda wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury jest najczęstszym sposobem wykonywania nadkrytycznego suszenia, istnieje metoda o niskiej temperaturze; Ta metoda jest bezpieczniejsza, ponieważ druga może być wybuchowa, a niektóre substancje nie mogą poradzić sobie z wysokim ciśnieniem i ciepłem. Zamiast rozpuszczalnika organicznego stosuje się dwutlenek węgla, ponieważ jest on superkrytycznie ekstrahowany w niskiej temperaturze. Superkrytyczne suszenie tą metodą nie zawsze jest skuteczne, ponieważ niektóre płyny będą reagować z dwutlenkiem węgla, tworząc węglany metalowe.