تستخدم السوائل فوق الحرجة (SCFS) على نطاق واسع في العديد من مجالات العلوم الكيميائية والمواد تتميز SCFS بخاصية مميزة يمكن تعديل خصائصها الفيزيائية والكيميائية بين الحالة الغازية والسائلة ببساطة عن طريق تغيير الضغط أو درجة الحرارة، مما يوفر فرصة لتغيير بيئة التفاعل مثل الكثافة أو اللزوجة أو الانتشار أو التوتر السطحي. تعد قدرة SCFS على التوسع السريع ميزة رئيسية، يتم استخدامها بشكل انتقائي لتخليق المساحيق الدقيقة مثل الجسيمات النانوية. تختلف العديد من الخصائص الفيزيائية لـ SCF باختلاف الكثافة. أكثر أنواع SCFS شيوعًا هي ثاني أكسيد الكربون (scCO2)، وأكسيد النيتروز، والماء، والميثانول، والإيثانول، والإيثان، والبروبان، والهكسان، والأمونيا. في هذه الطريقة، تتشكل الجسيمات النانوية غير المجمعة عن طريق طلاء الجسيمات النانوية بطبقة واقية ترتبط بأسطحها، وتطفئ نمو الجسيمات وتوفر حاجزًا للتجمع. يحدث تخليق البنية النانوية في مفاعل يحتوي على مضخات عالية الضغط ويتم ضغطه بصمام منظم للضغط العكسي. يتم حقن المادة الأولية المذابة في مذيبات مختلفة في المفاعل. يمكن استعادة المنتج المشكل (مادة متناهية الصغر) سواء كان كمواد مسحوق باستخدام مرشح جسيمات موضوع قبل صمام منظم الضغط العكسي أو في شكل تعليق عند مخرج العملية.

الشكل (22.2) يوضح تكنولوجيا السوائل فوق الحرجة

مزايا

1- التكلفة المنخفضة والطريقة السهلة

2- لا يلزم استخدام مذيبات عضوية باستخدام هذه الطريقة لتخليق جزيئات الحديد النانوية ويمكن التحكم بكفاءة في حجم الجسيمات.

3- لا تظهر الأفلام المكونة باستخدام SCFS تأثيرات الحبس الكمومي.

4 تركيب سريع للمواد النانوية (عشرات من الثانية) مقارنة بالطرق التقليدية. 5- يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون أو الماء كسائل فوق الحرج، وهو بديل لمذيب عضوي.

سلبيات

1- تتطلب درجة حرارة عالية وضغطًا حرجًا لإعداد الجسيمات النانوية.

التطبيقات

1- لتخليق البلورات المفردة المسامية والأنابيب النانوية غير المنتظمة الممدودة.

2- تخليق المعادن والمواد النانوية شبه الموصلة.

3- تخليق جزيئات أكسيد الفلز النانوية.

4- إنها تقنية متعددة الاستخدامات لتركيب مجموعة من الجسيمات النانوية المعدنية Ag, Cu، Pt،

(ZnO ، Al₂O₃ Cr₂O₃ Cu20 Fe₂O₃ CeO₂ ZrO₂,أكاسيد,  Pd) وهياكل معقدة جدًا مثل جسيمات القشرة الأساسية