超臨界流体とは?
ちょうりんかいりゅうたい
超臨界流体とは、物質が臨界点を超えた温度・圧力の条件下で、気体と液体の両方の性質を併せ持つ状態になったものです。
超臨界流体(supercritical fluid)とは、物質固有の臨界温度と臨界圧力をともに超えた条件下にある特殊な相状態を指します。この状態では気体と液体の境界(気液界面)が消滅し、両者の中間的な物性を示すことが超臨界流体の最大の特徴です。
超臨界状態の物質は次のような性質を持ちます。
- 密度は液体に近く、液体溶媒のように他の物質をよく溶かす
- 粘度・拡散係数は気体に近く、固体への浸透性が高い
- 圧力・温度を変えるだけで溶解力を連続的に調整できる
最もよく使われる超臨界流体は超臨界二酸化炭素(sc-CO₂)で、臨界温度約31℃・臨界圧力約7.4MPaと比較的穏やかな条件で達成できます。無毒・不燃・安価で、処理後は常圧に戻すだけで溶媒が気体として除去できるため、残留溶媒の問題がありません。
主な応用分野としては、コーヒー豆のカフェイン除去(デカフェ製造)、ホップのエキス抽出、半導体の洗浄・乾燥プロセス、医薬品の精製・微粒子化、エアロゲルの製造などが知られています。環境負荷の低い「グリーンケミストリー」溶媒としても注目されています。
使い方・例文
「カフェインレスコーヒー」の製造には、超臨界二酸化炭素を使ってコーヒー豆からカフェインだけを選択的に抽出する方法が広く使われています。理科の教科書や化学工業の文脈でも登場する概念です。
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