글
<초임계유체>
I. Intro
초임계유체(supercritical fluid)는 임계점 이상의 온도와 압력에 놓인 물질 상태를 일컫는다. 기체의 확산성과 액체의 용해성이 있다.
II. Principle
물질에는 고유한 비등점(끓는점)과 동점이 있다. 초임계유체는 온도를 비등점 이상으로 하면서 상전이가 일어나지 않도록 고압을 가해줌으로써 만들어내는 기체도 액체도 아닌 상태이다. 따라서 기체의 특징과 액체의 특징을 동시에 갖는데, 이것이 기체의 확산성과 액체의 용해성이다.
기체의 확산성이란 기체가 공중에서 떠다니는 성질을 말한다. 초임계유체에서 볼 수 있는 형태는 공중에서 떠다니는 종류의 그것은 아니고, 벽을 타고 상승하거나 중력에 반하여 움직이는 따위의 형태이다. 액체의 용해성은 말 그대로 액체가 용질을 녹이는 성질을 말한다. 초임계유체
에서 액체의 용해성은 액체 상태에서보다 한층 강해지는데, 고체상태의 금속이나, 고분자 물질을 용해시키기도 한다.
III. Example
초임계유체로 자주 사용하는 물질은 물과 이산화탄소다. 초임계 상태에 있는 물은 금조차 녹인다. 심지어는 셀룰로스나 다이옥신까지 분해할 수 있다. 또한, 초임계상태의 이산화탄소는 여러가지 물질을 잘 용해한다. 목표물을 용해한 초임계 이산화탄소를 임계점 이하로 하면, 이산화탄소는 기화하여 대기로 날아가고 용질만이 남는다. 날아간 이산화탄소는 회수할 수 있으며 재활용이 가능하다. 이 공정은 실제로 커피에서 카페인을 제거할 때 쓰인다. 초임계 유체를 사용한 공정은 원래 들어있는 중금속이나 강산 등의 촉매를 사용한다. 용매를 공정에 옮겨놓는 것으로, 환경에 대한 영향을 거의 받지 않는다. 잔존 용매가 없고, 깔끔하게 원료 추출이 가능하다. 다만, 용매를 고온 고압 상태로 유지해야 하므로 초기 투자 비용이 많이 들어간다는 단점이 있다
