سیالات فوق بحرانیحالتی جذاب از ماده را نشان می دهد که از تمایزات سنتی بین جامد، مایع و گاز فراتر می رود. در قلمرو مواد خالص پایدار، معمولاً با حالتهای جامد، مایع، گاز، شیشهای و لاستیکی مواجه میشویم. با این حال، یک حالت بحرانی وجود دارد، مرزی که در آن گاز و مایع به طور یکپارچه همزیستی می کنند، که منجر به ناپدید شدن رابط بین دو فاز می شود.
این حالت بحرانی با حرکت در امتداد منحنی همزیستی گاز و مایع بر روی یک نمودار فاز معمولی، حرکت به سمت دما و فشار بالاتر به دست میآید. همانطور که این سفر پیشرفت می کند، ماده در نهایت به نقطه بحرانی خود می رسد که توسط دمای بحرانی و فشار بحرانی مشخص شده است. در این مقطع، یک دگرگونی جذاب رخ می دهد. چگالی فاز مایع با چگالی بخار اشباع آن مطابقت دارد و مرزی را که فازهای گاز و مایع را از هم جدا می کند کاملاً پاک می کند. این ماده به چیزی تبدیل می شود که به عنوان یک سیال فوق بحرانی شناخته می شود.
این دگرگونی در نقطه بحرانی توسط فعل و انفعال دما و فشار هدایت می شود. افزایش دما باعث انبساط حرارتی می شود و چگالی فاز مایع را کاهش می دهد، در حالی که افزایش فشار فاز گاز را فشرده می کند و آن را متراکم تر می کند. نقطه بحرانی نشان دهنده تعادلی است که در آن این اثرات متضاد به اوج می رسد. فراتر از این دمای بحرانی، این ماده از فرآیند مرسوم تراکم و تبخیر سرپیچی می کند. در عوض، شکل یک سیال فوق بحرانی را به خود می گیرد که در یک حالت روان در منطقه بحرانی وجود دارد.
در حالت سیال فوق بحرانی، ماده گازی چگالی یک مایع را در شرایط عادی منعکس می کند. جالب است که با افزایش فشار، این سیالات فوق بحرانی افزایش قابل توجهی در توانایی انحلال از خود نشان می دهند. این رفتار منحصر به فرد دامنه ای از کاربردها را باز می کند، از فرآیندهای استخراج گرفته تا مواد پیشرفته، جایی که خواص متمایز سیالات فوق بحرانی کاربردهای عملی و نوآورانه پیدا می کند. بنابراین، مطالعه و درک سیالات فوق بحرانی دروازه ای را برای باز کردن احتمالات جدید و فشار دادن مرزهای حالت های متعارف ماده ارائه می دهد.