¿Qué es el secado supercrítico?

Cuando una sustancia se seca mediante métodos normales de aplicación de calor y presión a una velocidad finita, la sustancia pasa a través de la barrera de líquido-gas, donde cambia la cantidad de estrés capilar, lo que hace que la sustancia se desinfle. Este proceso de secado afecta la tensión superficial general de la sustancia, haciendo que las estructuras delicadas se rompan o degeneren. Para evitar este problema, hay un secado supercrítico, que seca una sustancia a través de altas presiones y calor, y rodea el límite de gas líquido en lugar de moverse a través de él. La densidad del líquido y el gas son iguales y, molecularmente, no hay diferencia entre los dos. El secado supercrítico puede usarse con fluidos supercríticos, y existen varios métodos de secado diferentes.

El proceso de secado normal implica el uso de calor o presión medios y está bien cuando se aplica a sustancias como el agua, que no se rompen fácilmente. Algunas sustancias o dispositivos, como los dispositivos microelectromecánicos que tienen maquinaria pequeña, experimentan un desequilibrio durante este proceso de secado porque, cuando la tensión superficial del líquido cambia a un gas, tira contra la estructura de la sustancia. En estructuras delicadas, este tirón puede crear problemas.

Para evitar este problema de tensión superficial, el secado supercrítico es un método que evita el límite de gas líquido y no afecta el estrés capilar de la sustancia. El estrés capilar es el espacio entre los poros de la sustancia y, cuando el líquido se convierte en gas por medios normales, el estrés capilar hace que la sustancia se colapse. Para hacer esto, se requiere un fluido supercrítico. Estos fluidos se ven como líquidos pero pueden expandirse y comprimirse como gases; También son capaces de disolver otras sustancias. La preparación de estos fluidos implica saturar los poros con un solvente orgánico.

Hay varias formas de realizar un secado supercrítico. En el método de alta presión y alta temperatura, se llena una cámara de presión con el fluido supercrítico y el disolvente orgánico en el que se sumergió el fluido supercrítico. La sustancia se expone rápidamente al calor y la presión que va más allá de su límite crítico, lo que hace que el fluido se convierta en un gas donde se mantiene el estrés capilar.

Si bien el método de alta presión y alta temperatura es la forma más común de realizar un secado supercrítico, existe un método de baja temperatura; Este método es más seguro, porque el otro puede ser explosivo y algunas sustancias no pueden soportar la alta presión y el calor. En lugar de un solvente orgánico, se usa dióxido de carbono, porque se extrae supercríticamente a baja temperatura. El secado supercrítico con este método no siempre es exitoso, porque algunos fluidos reaccionarán con el dióxido de carbono para crear carbonatos metálicos.