Tecnologia supercrítica
Agora que já possuímos uma visão puramente acadêmica sobre flúidos supercríticos, é hora de tentarmos buscar as suas aplicações. Abaixo, uma tabela que mostra as pressões e temperaturas dos pontos críticos de diversos compostos:
Os fluidos supercríticos são utilizados na formação de nanopartículas, na produção de fármacos, cosméticos, nutracêuticos e polímeros especiais, no importante processo de Secagem Supercrítica, na preparação de amostras biológicas, na geração de energia, na refrigeração, dentre outras possibilidades.
Vamos discorrer sobre algumas dessas utilizações:
Vamos discorrer sobre algumas dessas utilizações:
Secagem Supercrítica
A Secagem Supercrítica é uma técnica muito interessante que permitiu grandes avanços como a produção de Aerogéis. Ela consiste em se aproveitar das propriedades que um fluido adquire quando passa para o estado supercrítico. Para explicar como funciona essa técnica, vamos supor que se queira secar um pedaço de um material. No gráfico abaixo de um diagrama de fases genérico observamos que existem 3 maneiras de fazer um líquido virar gás, ou seja, realizar a secagem:
A seta azul consiste transformar a fase líquida em sólida e posteriormente fazer sólido virar gás. Esse processo é conhecido como Liofilização (freeze-drying em inglês) e nele a substância atravessa as linhas de fase sólido-líquido e sólido-gás.
A seta verde consiste em transformar a fase líquida em gasosa diretamente atravessando a linha de fase líquido-gás.
A seta vermelha representa a secagem supercrítica. Nela a substância não cruza nenhuma linha de fase. Ela na verdade passa pela região supercrítica, saindo de líquido e chegando em gás.
Na secagem supercrítica, portanto, faz-se o líquido chegar ao estado supercrítico e então diminui-se a pressão até transformar o líquido em gás, processo que não causa danos à estrutura ao redor, resultando num produto seco.
Aerogel
O que é?
É o material sólido mais leve produzido pela humanidade, sendo sendo composto de até 99.98% de ar e é também a classe de compostos de menor densidade, atingindo valores de 0.0011 até 0.5 g/cm³. Definição: É uma espuma sólida mesoporosa de células abertas composta por uma rede interligada de nanoestruturas e que exibe porosidade (volume da parte não-sólida) maior que 50%.
Tipos
-Sílica (mais comum)
-A maior parte dos óxidos de metais de transição
-A maior parte dos óxidos de lantanídeos e actinídeos
-Vários óxidos de metais
-Polímeros Orgânicos
-Polímeros biológicos
-Nanoestruturas semicondutoras (como os "quantum dots" de seleneto de cadmio)
-Carbono
-Nanotubos de Carbono
-Metais (como Ouro e Cobre)
Como é feito?
Primeiramente deve ser preparado um gel. Um gel é uma dispersão coloidal na qual o meio dispersante é sólido e o meio dispersivo é líquido. Para produzir o aerogel deve-se substituir a parte líquida por ar. Se tentarmos fazer isso pelo simples processo de evaporação a estrutura do sólido pode ser danificada devido às forças de tensão e capilaridade exercidas durante a evaporação do líquido. Para resolver esse problema a técnica utilizada é a secagem supercrítica, como dito acima.
Aplicações
-São excelentes isolantes térmicos e, portanto, podem ser utilizados em diversas situações na qual se deseja impedir a troca de calor entre dois sistemas como:
1) No revestimento das roupas de alpinistas (que ficam expostos a baixas temperaturas quando escalam uma montanha).
2) No próprio revestimento de naves aeroespaciais (que ficam tanto expostas ao frio extremo do espaço quanto ao calor liberado pelo atrito durante a reentrada na atmosfera).
3) No isolamento térmico de clarabóias.
- Em membranas de células eletroquímicas.
- Divesos componentes de aeronaves.
- O aerogel de carbono detém grande potencial de aplicação em supercapacitores e células de combustível para automóveis energeticamente eficientes.
- Pode ser utilizado se necessita de um material adsorvente.
- Sensores químicos.
1) No revestimento das roupas de alpinistas (que ficam expostos a baixas temperaturas quando escalam uma montanha).
2) No próprio revestimento de naves aeroespaciais (que ficam tanto expostas ao frio extremo do espaço quanto ao calor liberado pelo atrito durante a reentrada na atmosfera).
3) No isolamento térmico de clarabóias.
- Em membranas de células eletroquímicas.
- Divesos componentes de aeronaves.
- O aerogel de carbono detém grande potencial de aplicação em supercapacitores e células de combustível para automóveis energeticamente eficientes.
- Pode ser utilizado se necessita de um material adsorvente.
- Sensores químicos.
Aerogel.org 23/07/2013 <http://www.aerogel.org>
Aerogel. In: Wikipédia:a enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Aerogel> Acesso em: 22/07/2013.
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