O que é um gás supercrítico?
O gás supercrítico, mais conhecido como fluido supercrítico, é um estado distinto da matéria que possui propriedades tanto de um líquido quanto de um gás. Um gás supercrítico pode ser considerado um estado intermediário entre líquidos e gases. Gases supercríticos são criados apenas acima do ponto crítico termodinâmico de um material. Isso geralmente significa altas pressões, geralmente entre 40 e 80 atmosferas, embora varie bastante. Alguns pontos críticos, principalmente a água, chegam a 218 atmosferas e além. Fluidos supercríticos têm baixa viscosidade e alta difusividade.
Gases supercríticos podem se difundir para dentro e através de sólidos como um gás, mas também dissolvem certos materiais como um líquido. Fluidos supercríticos são encontrados em pelo menos duas áreas da natureza. O primeiro é em torno de fontes hidrotermais e vulcões submarinos no fundo do oceano, onde a pressão é tão grande que a criação de um gás supercrítico é possível. A pressão de 3 km (1,8 milhas) debaixo d'água é de 300 atmosferas, mais do que suficiente. Outro gás supercrítico natural é a atmosfera mais baixa de Vênus, que é muito densa e quente (93 atmosferas, 735 K) na superfície. Curiosamente, isso significa que apenas dois estados da matéria podem ser encontrados na superfície: gás sólido e supercrítico. Líquidos e gases convencionais não existem lá.
Os fluidos supercríticos têm pelo menos uma dúzia de aplicações industriais. Uma é a extração de fluidos supercríticos, onde fluidos supercríticos são usados para extrair algum material de uma matriz circundante. Isso é usado para extrair cafeína dos grãos de café. O dióxido de carbono supercrítico suga a cafeína diretamente deles. Da mesma forma, fluidos supercríticos são usados na secagem supercrítica, que extrai um líquido de uma matriz. Isso é usado na preparação de amostras biológicas para microscopia eletrônica, bem como na síntese de aerogel, um material que detém 12 Guinness World Records por propriedades como leveza e isolamento.
A oxidação supercrítica da água é usada para oxidar resíduos perigosos, tornando-os seguros para o descarte. O processo também é usado para sintetizar micro e nanopartículas para várias aplicações farmacêuticas. O reverso da extração de fluido supercrítico é chamado impregnação, pelo qual um material é introduzido em uma matriz em vez de removido. A lista continua. Como você pode ver, as aplicações de fluidos supercríticos são numerosas.