Skip to main content

Vad är superkritisk torkning?

När ett ämne torkas via normala metoder för att applicera värme och tryck i en begränsad hastighet, passerar ämnet genom vätskegasbarriären, där mängden kapillärspänning förändras, vilket gör att ämnet tömmer.Denna torkningsprocess påverkar den totala ytspänningen i ämnet, vilket gör att känsliga strukturer bryts eller degenereras.För att undvika detta problem finns det superkritisk torkning, som torkar ett ämne via hög värme och tryck, och går runt vätskegasens gräns istället för att röra sig genom den.Densiteten för vätskan och gasen är densamma och molekylärt finns det ingen skillnad mellan de två.Superkritisk torkning kan användas med superkritiska vätskor, och det finns flera olika torkningsmetoder.

Den normala torkningsprocessen innebär att man använder medelvärme eller tryck och är bra när den appliceras på ämnen som vatten, som inte lätt bryts.Vissa ämnen eller enheter mdash;såsom mikroelektromekaniska enheter som har små maskiner och mdash;Upplev en obalans under denna torkningsprocess eftersom den, när vätskans ytspänning ändras till en gas, drar den mot ämnets struktur.I känsliga strukturer kan denna dragning skapa problem.

För att komma runt denna ytspänningsproblem är superkritisk torkning en metod som kjolar vätskegasens gräns och inte påverkar ämnets kapillärspänning.Kapillärspänning är utrymmet mellan ämnets porer och när vätskan blir en gas på normalt sätt får kapillärspänningen ämnet att kollapsa.För att göra detta krävs en superkritisk vätska.Dessa vätskor ser ut som vätskor men kan expandera och komprimera som gaser;De kan också lösa upp andra ämnen.Förberedande av dessa vätskor involverar mättning av porerna med ett organiskt lösningsmedel.

Det finns flera sätt att utföra superkritisk torkning.I metoden med högt tryck och högtemperatur fylls en tryckkammare med den superkritiska vätskan och det organiska lösningsmedlet där den superkritiska vätskan nedsänktes.Ämnet utsätts sedan snabbt för värme och tryck som går utöver dess kritiska gräns, vilket får vätskan att förändras till en gas där kapillärspänning upprätthålls.

Medan högtrycks- och högtemperaturmetoden är det vanligaste sättet att utföraSuperkritisk torkning, det finns en metod med låg temperatur;Denna metod är säkrare, eftersom den andra kan vara explosiv, och vissa ämnen inte kan hantera det höga trycket och värmen.I stället för ett organiskt lösningsmedel används koldioxid, eftersom det är superkritiskt extraherat vid låg temperatur.Superkritisk torkning med denna metod är inte alltid framgångsrik, eftersom vissa vätskor kommer att reagera med koldioxiden för att skapa metallkarbonater.