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Concept
Séchage supercritique
Résumé
Le séchage supercritique est un procédé utilisé pour sécher un échantillon (éliminer les phases liquides) d'une manière précise, contrôlée et surtout sans endommager l'échantillon. Il est utile dans la production de systèmes microélectromécaniques, le séchage d'épices, la production d'aérogel, la décaféination du café et la préparation d'échantillons biologiques pour la microscopie électronique à balayage.
Lorsque la matière initialement à l'état liquide traverse la transition de liquide à gazeux (voir la flèche verte sur le diagramme de phase), le liquide se change en gaz à une vitesse finie, tandis que la quantité de liquide diminue. Lorsque cela arrive dans un environnement hétérogène, la tension superficielle dans le liquide induit une traction sur toute structure solide avec laquelle le liquide se trouve en contact. Des structures délicates, telles que les membranes des cellules, les dendrites dans un gel de silice, ou les minuscules mécanismes d'appareils microélectromécaniques, ont tendance à être détériorés voire brisés par cette tension de surface au fur et à mesure du retrait de la jonction liquide-gaz-solide.
Pour éviter ce phénomène, l'échantillon peut être séché via deux voies alternatives possibles sans franchir la transition liquide-gaz. Dans la lyophilisation, cela signifie aller à gauche du diagramme (basse température, basse pression, flèche bleue). Cependant, cela signifie deux changements de phase : liquide-solide, puis solide-gaz. Si la deuxième transition (sublimation) n'impose que très peu de contrainte physique à l'échantillon, la première transition (solidification) peut endommager certaines structures (notamment en raison de la cristallisation de l'eau si la congélation n'est pas assez rapide : l'expansion de la glace peut rompre les parois cellulaires). Le séchage supercritique, quant à lui, va de l'autre côté du diagramme de phase pour contourner la transition liquide-gaz, tout à droite (haute température, haute pression, flèche rouge).
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