Supercritical Fluid คืออะไร?

ของเหลวยิ่งยวดเป็นสารที่ได้รับความร้อนสูงกว่าจุดวิกฤติ จุดวิกฤติของสารเคมีคือจุดที่ความดันวิกฤตและอุณหภูมิอยู่ร่วมกันทำให้สารมีอยู่ในรูปของเหลวและก๊าซในสภาวะสมดุล ผลที่ได้จากการใช้สารเกินกว่าจุดนี้คือของเหลวที่มีคุณสมบัติการละลายของของเหลว แต่คุณสมบัติการกระจายของก๊าซ นั่นหมายความว่ามันสามารถละลายสารเช่นของเหลวในขณะที่กำลังขยายตัวเพื่อเติมเต็มภาชนะเช่นก๊าซ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้

เมื่อสารถูกนำตัวไปเหนือจุดวิกฤติมันจะกลายเป็นของเหลวยิ่งยวด เพื่อให้ของเหลวกลายเป็นวิกฤตยิ่งยวดบุคคลต้องรู้อุณหภูมิวิกฤตและแรงกดดันวิกฤติ โดยปกติแล้วก๊าซที่อุณหภูมิสูงสามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวได้โดยการเพิ่มความดันและของเหลวที่ความดันสูงสามารถเปลี่ยนเป็นก๊าซโดยการเพิ่มความร้อน ความดันวิกฤตสำคัญคือความดันสูงกว่าซึ่งสารไม่สามารถอยู่ได้เหมือนก๊าซแม้ว่าอุณหภูมิจะสูงแค่ไหน ในทำนองเดียวกันอุณหภูมิวิกฤตคือจุดที่สูงกว่าซึ่งสารไม่สามารถเป็นของเหลวได้แม้จะมีความดันสูง

เมื่อสารได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤติและอยู่ภายใต้แรงกดดันเหนือแรงดันวิกฤตจะมีปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเกิดขึ้น สารไม่สามารถเป็นได้ทั้งของเหลวหรือก๊าซ ค่อนข้างมีคุณสมบัติของทั้งสอง เส้นแบ่งระหว่างเฟสของสสารหายไปอย่างแท้จริงและของเหลวจะเปลี่ยนคุณสมบัติ ของเหลว supercritical ใหม่มีคุณสมบัติของทั้งของเหลวและก๊าซ

หนึ่งในของเหลวที่วิกฤติยิ่งยวดที่มักใช้คือคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นสารที่ดีที่จะเปลี่ยนเป็นของเหลวที่วิกฤตยิ่งยวดเนื่องจากอุณหภูมิวิกฤติอยู่ที่ 87.8 ° F (31 ° C) และแรงดันวิกฤติของมันคือ 73 บรรยากาศ (ประมาณ 55,480 mm Hg) เมื่อเป็นของเหลวยิ่งยวดคุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงดัน ตัวอย่างเช่นการควบคุมความดันสามารถเปลี่ยนได้ว่าสารใดจะละลายในของเหลว เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์เป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้วจึงสามารถเพิ่มตัวดัดแปลงเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายโมเลกุลขั้วโลก

ของเหลวยิ่งยวดบางชนิดสามารถใช้สกัดสารที่ต้องการได้มากขึ้นในระยะเวลาอันสั้น คุณสมบัติเหล่านี้และคุณสมบัติอื่น ๆ ช่วยให้สามารถใช้งานได้ในหลากหลายอุตสาหกรรม ยกตัวอย่างเช่นอุตสาหกรรมอาหารและยาสามารถใช้ของเหลวในการสกัดสารประกอบบางอย่างจากอาหาร นักวิทยาศาสตร์สามารถสกัดกรดไขมันน้ำมันและสารต้านอนุมูลอิสระได้โดยใช้ของเหลวที่มีสถานะวิกฤตยิ่งยวดเช่นคาร์บอนไดออกไซด์น้ำมันและสารต้านอนุมูลอิสระโดยไม่ทิ้งสารเคมีตกค้างบนสารสกัด คาร์บอนไดออกไซด์ที่วิกฤตยิ่งยวดยังมีอุณหภูมิค่อนข้างต่ำดังนั้นจึงสามารถใช้ในกรณีที่สารเคมีไม่สามารถสัมผัสกับความร้อนสูง