1. 초 임계 유체 (Supercritical Fluid)
ㅇ 특정 물질이 임계 온도와 임계 압력을 초과한 상태에서,
- 액체와 기체의 성질을 동시에 가지는 상태 (구분 불가능)
. 이 상태에서는, 기체처럼 높은 확산성을 가지면서도 액체처럼 높은 밀도를 유지
2. 특징
ㅇ 물성의 정밀 조정
- 온도,압력을 변화시켜, 밀도,점도,확산 계수를 쉽게 조절 가능
ㅇ 용매로서의 선택성
- 특정 조건에서, 액체 보다 우수한 용매로 작용
ㅇ 환경 친화적
- 특히, 이산화탄소(CO2)는 널리 사용되는 초 임계 유체 임
3. 응용
ㅇ 추출 공정
- 카페인 제거 (디카페인 커피 제조), 에센셜 오일 추출 등
ㅇ 재료 가공
- 나노 입자 생성, 고분자 가공, 표면 세정 등
ㅇ 화학 반응 매체
- 반응 속도, 효율을 높이기 위한 친환경 매체로 사용
ㅇ 에너지 산업
- 초 임계 CO2를 이용한 발전 기술 등
4. [참고사항]
ㅇ 임계점 : 특이한 상태나 급격한 변화가 일어나는(시작하는,기준이 되는) 임계 상태
- 주로, 액체,기체의 상이 구분 가능한, 가장 높은 온도(임계 온도),압력(임계 압력) 점
ㅇ 임계 온도 (Critical Temperature) : Tc
- 액화가 가능한 최고의 온도를 임계 온도 라고 함
. 이 온도 이상에서는, 아무리 높은 압력을 가해도 증기를 액체로 바꿀 수 없음
ㅇ 임계 압력 (Critical Pressure) : Pc
- 기체와 액체의 상평형이 정의될 수 있는 한계 압력. 즉, 액화가 가능한 최고의 압력
ㅇ 例)
- 이산화탄소,암모니아 같은 기체는, 상온에서 압력을 가하면 쉽게 액화됨
- 그러나, 산소,질소 같은 기체는, 상온에서 아무리 압력을 가해도 액화가 쉽게 일어나지 않음
. 이러한 기체를 액화하려면, 온도를 임계 온도 이하로 낮춘 후에 압력을 많이 높여야 함
ㅇ 例)
- 이산화탄소 (CO₂) 초임계 상태 : Tc ≒ 31.1 ℃, Pc ≒ 73.8 atm
- 물 (H₂O) 초임계 상태 : Tc ≒ 374 ℃, Pc ≒ 218 atm (약 22.1 MPa)