יסודות של שפעת קריטית

נוזל סופר קריטי (SCF) קיים כאשר חומר מחומם ומדחוס מעבר לנקודה הקריטית התרמודינמית שלו - הטמפרטורה והלחץ הספציפית לעיל אשר רמות נוזל וגז נפרדות כבר לא coexist.במשטר זה, הנוזל מציג שילוב ייחודי של תכונות: יחסי גז דמוי טבוליות ומולקולנוע (Dolity) עם צפיפות נוזלית כמו נוזל ועוצמה מסולפת.

היכולת להתאים את הלחץ והטמפרטורה ברציפות מאפשרת לחוקרים לדחיסות מחוספסת בסדר, קבוע דיאלקטרי, ואת הסטיות מבלי לשנות את ההרכב הכימי. in Crystallization, יכולת שליטה זו מספקת אמצעי להשפיע על קצבה, צמיחה, ופולימורפ בחירה עם דיוק ללא התאמה על ידי פותרי נוזלים קונבנציונליים.הבנת כיצד שינויים בלחץ משפיעים באופן ספציפי על אירועים גבישיים אלה הוא מרכזי ולכן עיצוב חומרים מתקדמים, כגון חומרים מתקדמים, חומרים מתקדמים, כגון חומרים כימיים.

קריסטל מינקיזם בסביבה סופר ביקורתית

קריסטליזציה מפתרון סופר-ביקורתי מתקדמת דרך שני שלבים עיקריים: קצבה וצמיחה גבישית. Nucleation - היווצרות של אשכולות יציבים מפתרון מעודנים - יכול להתרחש באופן ספונטני (ההההההההההומוגנית) או להיות מושרה על ידי התנגשויות או משטחים (החללנות הטרוגנית) מושפעת באופן ישיר מרמות של לחץ על ידי גירויים, כולל קצב ההנעה של לחץ על ידי גירויים, אשר מושפעת, אשר מושפעת באופן ישיר.

מתח וסופרסוס

הגישה העל-טבעית היא הכוח המניע מאחורי התגבשות.בנוזלים סופר-קריטי, פלוציות תלויה חזק בצפיפות הנוזלית.בטמפרטורה מתמדת, לחץ גובר על צפיפות, לעתים קרובות מוביל לסולילות גבוהה יותר.פתרון רוויה בלחצים גבוהים יכול להיות מעצימותק גבוה כל כך כאשר הלחץ מופחת, אך הלחץ המסולם ו-#8217; ירידה במהירות המאפיין זה גורם להפחתה משמעותית של לחץ כבד, אך ורק להפחתה של לחץ כבד, אך ורק לאחר מכן, עלול להיות מעצימה, אך ורק לחץ על- 0.

Crystal growth Kinetics

ברגע ש-Nuclei מופיעה, קצב הצמיחה של גביש נשלט על ידי שתי התנגדות בסדרה: דיפוזיה של solute דרך נוזל גדול לממשק קריסטל ואת שלב האינטגרציה פני השטח שבו מולקולות מתחברות ל- lattice. בנוזלים סופר קריטיים, ה-Crepfusion coefficient משתנה באופן הפוך עם לחץ גבוה יותר מקטין את קצב ההתייעלות, כי נוזל הגדל והולך במהירות גבוהה יותר, בעוד הלחץ העליון יכול לעתים קרובות להפחית את קצב הפחתת לחץ על ידי לחץ על פני השטח.

לחץ כפרשת בקרה: מכניזם וקונקווינס

הלחץ משפיע על כל רכוש של נוזל סופר קריטי שחשוב להתגבש: צפיפות, קוצר רוח, דיפוכיות, מתח בין-גזעי, וסולילות.התת הבאה מפרטת כיצד ניתן להשתמש בוריאציות לחץ שיטתיות כדי להשיג תוצאות ספציפיות.

לחץ גובר: הכחשת נהיגה וצמיחה

כאשר הלחץ גדל בטמפרטורה מתמדת, צפיפות של SCF עולה. עבור ריכוז solute נתון, זה בדרך כלל להפחית על-טבעיות כי שיווי משקל עולה. וכתוצאה מכך, nucleation הוא מדוכא. עם זאת, אם הפתרון הוא כבר על-חוש, לחץ גבוה יותר יכול להאיץ את התחבורה של solute כדי להגדיל קריסטלים על ידי צמצום השכבה, בתנאי דיפרקטיות גבוהה נשאר צורך חלש יותר, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000 חזק יותר, 000 יותר, 000 מסוגל להאיץ את התחבורה של חומר מוצק יותר, 000, 000 יותר, 000 חזק יותר, 000 יותר, 000, 000, 000 יכול להאיץ את התחבורה של חומר זה יכול להאיץ את התחבורה של חומר מוצק יותר, 000 חזק יותר, 000, 000 יותר, 000 חזק יותר

לחץ מהיר: Inducing Rapid Nucleation

דיכוי מהיר גורם לירידה פתאומית בצפיפות נוזל והתמוטטות מתאימה בסוללה solute.העל וכתוצאה מכך מעורר התפרצות של nucleation, ייצור גבישים קטנים רבים.אם הלחץ יורד לאט דרך רמפה מבוקרת, את הפרמטרים העל-טבעיים ניתן לשמור ברמה בינונית, המאפשרת צמיחה מסוימת לצד nucleation.אסטרטגיה זו משמשת לייצור חלקיקים או חלקיקים כגון לחץ דם, כמו כל אלה הם משפיעים על רמות לחץ סופיות, כמו גם על רמות.

לחץ חדש ולחץ אופניים

פרוטוקולים מתקדמים כרוכים בצעדים לחץ מרובים או רכיבת אופניים לחץ.לדוגמה, פתרון עשוי להיות מדוכא במהירות כדי לגרום נינקיה, ולאחר מכן דיכוי ללחץ מתון כדי לאפשר צמיחה איטית של גרעינים הקיימים תוך דיכוי קצבה נוספת.טכניקה זו, המכונה לעתים קרובות & #8220; מדכאת-מחדשת-#8221; או & #82; מדכאת-קלי-קליקור חוץ-קליזציה עשויה להיות בעלת רמות שונות; במיוחד, כמו גבישים, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל גירויים, כולל, תכונות שונות, כגון, כולל, כולל, תכונות שונות, כולל, כולל, כולל, כולל גירויים, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל, כמו גם אמצעי בקרה, כמו גם אמצעי בקרה, כולל גירויים-דלקתיים, או 2.

ניתוח: Super Critical Crystallization Experiments

בעוד הלחץ הוא המשתנה העיקרי תחת דיון, יש לשקול לצד טמפרטורה, ריכוז solute, תוספת פתור משותף, ורכב נוזל.השולחן הבא מסכם כיצד הלחץ אינטראקציה עם פרמטרים אחרים:

  • (FLT:0) TemperatureFLT:1: בלחץ קבוע, טמפרטורה גבוהה יותר מפחית צפיפות ו solubility, עלייה סופר-saturation.מבצע ליד הרגישות הלחץ המגדרי הקריטי.
  • (ב) ⁇ :0 (ConcentrationFLT:1): טעינה ראשונית solute קובעת את הגבול העליון על העלבון כאשר הלחץ משתנה.
  • (ב) ⁇ :0) מורדים (מתאים) (מתאים) 1: כמויות קטנות של אתנול או מלנול יכולות לשפר את עוצמתם של מפולטים קוטביים, לשנות את הלחץ הדרוש כדי להגיע לעלול.
  • (FLT:0) Mixing ו- Flow-FLT:1: מערכות זרימה או כור אצווה משפיעים על השינויים המהירים של הלחץ מועברים לפתרון, המשפיעים על ההומוגניות של נינקיה.

בקרה מדויקת של הפרמטרים הללו חיונית.התנהגות השלב של מערכת solute-COFLT:0.206FLT:1 צריך להיות ידוע או נמדד מראש; מודלים חיזוי כגון משוואה Peng-Robinson של המדינה משמשים לעתים קרובות כדי להעריך את השמנת יתר כתפקוד של לחץ וטמפרטורה.

טכניקות ניסיוניות לחקר שינויי לחץ

מספר טכניקות מאפשרות לחוקרים להתבונן ולבקר קריסטליזציה בנוזלים סופר קריטיים תחת לחץ שונה.הנפוץ הנפוץ ביותר כולל את ההתרחבות המהירה של פתרונות סופר קריטיים (RESS), משקעים אנטי-סולאו (SAS) ותהליכי גז נגד-פולאוורור (GAS) כל אחד מהם מנצל שינויים בלחץ בדרכים שונות.

ReSS (הרחבת ה- Super Critical Solutions)

ב RESS, solute מומס נוזל סופר קריטי (בדרך כלל COFLT:0203FLT:1) בלחץ גבוה, אז הפתרון הוא התרחב במהירות דרך נושל לתוך תא בלחץ נמוך. הירידה בלחץ פתאומית יוצרת supersaturation קיצונית, המוביל היווצרות של חלקיקים דקים מאוד - לעתים בטווח תת-מיקרו-אנליזה הוא תהליך מתמשך והוא מתאים במיוחד עבור חלקיקים נמוכים, כי לא יכול להתאים את הטמפרטורות נטויה.

SAS (על ביקורת אנטי-סולאוור)

ב-SAS, פתרון נוזלי של solute (למשל, תרופה מומסתת בסוהר אורגני) הוא ריסס לתוך כלי המכיל COFLT סופר קריטי:02earFLT:1 בלחץ קבוע.ה- COIRFLT:2FLT:2FLT 3 פועל כמו אנטי-סולפת, תמצית של פתרון אורגני ומניעת רמות לחץ גבוה יותר של 2Flasting כאן.

תהליך GAS (Gas Anti-Solvent)

GAS הוא תהליך אצווה שבו דחוס COIRFLT:0.2033FLT ( 1 2) נוסף לפתרון נוזלי, מה שגורם לפתירת ה- COIRFLT:0.

(ב) בסקירה מפורטת של טכניקות אלה, ראה:0 (המאמר הזה ב-FLT) 1 The Journal of Super Critical FluidsFLT:2earFLT 3:2earFLT 3) על היווצרות חלקיקים מבוקרת בלחץ.

מחקרים: Crystallization בלחץ נהיגה בפרקטיקה

תרופות: בקרת פולימורפ של Acetaminophen

Acetaminophen (paracetamol) יכול להתגשם במספר צורות פולימורפיליות, עם צורה אני להיות היציב ביותר וצורה II מציג תכונות קומפקטיות טובות יותר עבור ייצור טבליות.חוקרים השתמשו COFLT סופר קריטי:0203uaFLT 1 עם ירידה מבוקרת של שיטות בקרה כדי לייצר באופן סלקטיבי 2. על ידי שמירה על לחץ של 150 במהלך שלב, ולאחר מכן צנח ל 80 ליטרים של צורה מוגבלת.

חומרים מדע: סינתזה של ננודור מתכת Oxide

(התהליכים של sol-gel קריטיים מסתמכים לעתים קרובות על שינויים בלחץ כדי להסדיר את גודל החלקיקים בסינת של TiOveFLT:02cioFLT:1, ZnO, ו- תחמוצת מתכת אחרת.במחקר אחד, טיטניום isopropoxide היה מומס ב- Super Critical isopanol ולאחר מכן מחוספס על ידי דכאציה מהירה בלחץ גרם להפחתה של 5:4 000 ליטר לחץ בינוני (npexa) מגובה של לחץ בינוני (npextexa) מגובה של לחץ גבוה של לחץ בינוני מגובה של 5:4).

מזון ופלאפור: לכידת שמן חיוני

שינויים בלחץ ב COMOFLT:0 [27] הם גם מועסקים כדי לבודד מרכיבים פעילים ונווטים בתוך ספקים ביו-דידים.לדוגמה, שמן לימון יכול להיות מודבק עם יישומים פוליאתילן גליקול (PEG) באמצעות תהליך של שימור ריכד (RSS-like). הלחץ קובע אם שמן טפסים שלב נפרד או מפוזר באופן אחיד בתוך קפסולת דלק הרחם (Ricgication) מ-Ricgicrepressation) מ-R.

אתגרים ושיקולים ב- Industrial Scale-Up

תרגום של התגבשות מבוקרת בלחץ הייצור התעשייתי דורש הנדסה זהירה.אתגרים מרכזיים כוללים:

  • (ב) [ה]התעלמות של דיכוי: [ה]: טיפות לחץ מהיר עלולות לגרום לקירור משמעותי (אפקט ג'אול-תמסון), שעלול להקפא או לשנות את הנוזל או הסולם.
  • (FLT:0)הנעלמת של נועלות וקווים LT:1; חלקיקים יפים שנוצרו במהלך דיכוי יכול לייעל ציוד לוגי.
  • (ב) ב[[1875]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (ב) ⁇ :0) ,חזור ושיקום: סולטרוס ו COIRFLT:203FLT 3 חייבים להילקח מסיבות כלכליות וסביבתיות.

עם זאת, כמה תהליכים מסחריים כבר מעסיקים גבישים סופר קריטיים, במיוחד עבור מיקרון של תרופות כמו bude ו beclomethasone. היתרונות - מוצרים ללא פתור, טמפרטורות הפעלה קלות ושליטה מעולה על תכונות חלקיקים - לעתים קרובות עולה על עלויות ההון הגבוהות יותר.

כיוונים עתידיים

מחקרים מתקדמים נועדו להעמיק את ההבנה של השפעות הלחץ על קינטיקה גבישית ברמה המולקולרית.טכניקות כגון ב situ Raman spectroscopy וSynchrotron X-ray diffraction עכשיו לאפשר ניטור בזמן אמת של היווצרות גבישים תחת לחץ, המאפשרת עיצוב תהליכים רציונלי יותר.מכונה מודלים מפותחים כדי לחזות את השלב של מערכות sol-SCF ולהפחית לחץ חיצוני נוסף כדי למשוך תכונות יצירתיות אחרות.

עבור הקוראים המעוניינים בסקירה מקיפה של התרמודינמיקה שמאחורי השפעות הלחץ בנוזלים סופר קריטיים, המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) מספק מסד נתונים התייחסות שימושי על תכונות נוזלים סופר קריטיות (ראה:0NIST כימיה WebBook: Super Critical Fluidure DataFLT:1).

לסיכום, וריאציות לחץ אינן רק אמצעי לגרום למשקעים; הן מנוף חזק ומדויק שניתן לתמרן כדי לשלוט בכל היבט של התגבשות בנוזלים סופר קריטיים - מדחיסות קצב צמיחה ועד לגודל גבישי, מורפולוגיה ופולימורפיזם. Mastery של פרמטר זה, בשילוב עם הבנה של אינטראקציות עם טמפרטורה ונוזל, מאפשר למהנדסים לעצבים כדי להשיג ביצועים גבוהים יותר, כלומר, כדי להשיג חומרים יעילים יותר, כדי להשיג יעילות יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר של שיטות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר, עם התקדמות יעילה יותר,