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超臨界流体 Supercritical Fluid

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物質はある圧力・温度以上においては、気相-液相の区別が付かなくなります。この圧力・温度(臨界点)を超えた状態を超臨界流体(supercritical fluid)と呼びます。

臨界点以上では、分子間力を振り切るに十分な運動エネルギーが得られる温度でありつつも、高圧であるために分子間距離が近い、すなわち分子間力の影響を考えざるを得ないという、特異な状態が実現されています。このため超臨界流体は、液体でも気体でもない独特の性質を持ちます。

固体微細空間にも容易に染みこむことが出来、溶解度などのパラメータを連続的に変化させられるために、抽出・洗浄・反応溶媒などへの応用が成されています。1978年には、ドイツでコーヒー豆からカフェインを抽出する目的で、超臨界流体が実用化されています。
また、超臨界流体クロマトグラフィ(supercritical fluid chromatograph; SFC)なども、今では普及している技術の一つです。簡単に言えば超臨界流体を展開系として使ったHPLCのことです。通常のHPLCよりも更に高い分離能を誇ります。

こういった目的での応用においては、.超臨界二酸化炭素(scCO2)がもっとも頻繁に使われます。実験室レベルで簡便に実現できる臨界点(27℃、7.8MPa)を持つことが大きな理由です。

もう一つよく使われるものに、超臨界水(scH2O)があります。これは強い酸化力・加水分解力を有しつつ、有機物質を良く溶かすために、廃棄物分解などの応用へつながる技術として期待されています。

 

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博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。 素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

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