什么是超临界?

物质的状态一般为固体、液体、气体,同时超过临界点(Tc、Pc)的状态被称为超临界流体,兼具气体的性质(高扩散性)与液体的性质(物质溶解力)。超临界流体技术也是一项备受关注的环保型技术,可以发挥超临界流体的特性,在医药品和食品等领域用作环境负荷较高的有机溶剂的替代品,并且在半导体和MEMS等领域用作超微细部位的清洗干燥溶剂。

超临界流体的特点

表面张力为零

即使与有机溶剂相比,二氧化碳的表面张力和粘度也非常低,可以浸透到超微细部位并使其干燥。而且不产生气液界面即可去除二氧化碳,因此不会因为干燥而受损。

二氧化碳的粘度

二氧化碳的表面张力

溶解力与扩散力

超临界流体兼具液体的性质(溶解力)和气体的性质(扩散力)。其物理性能值为液体与气体的中间值。其中超临界二氧化碳的分子间相互作用很小,可以向超微细部位浸透,而且还可以通过提高密度来提高溶解力,因此很早就开始被用作萃取溶剂。此外,还可以通过控制温度和压力大幅改变溶解力,因此萃取后也很容易与成分分离。

气体、液体、超临界流体的物理性能值
  气体 超临界 流体 液体
密度 [kg/m3] 0.6~1.0 200~900 1000
粘度 [Pa・s] 10-5 10-5~10-4 10-4
扩散系数 [m2/s] 10-5 10-7~10-8 <10-9

保护环境

二氧化碳没有毒性、有害性及易燃性,因此很安全。而且,使用的二氧化碳是回收精制火力发电站等产生的二氧化碳,不会重新排放二氧化碳。利用这项技术也有助于固定排放的二氧化碳。

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