Wenn eine Substanz durch normale Methoden der Anwendung von Hitze und Druck mit einer endlichen Geschwindigkeit getrocknet wird, passiert die Substanz die Flüssig-Gas-Barriere, wo sich die Menge der Kapillarspannung ändert, wodurch die Substanz entleert wird. Dieser Trocknungsprozess beeinflusst die Gesamtoberflächenspannung der Substanz, wodurch empfindliche Strukturen brechen oder degenerieren. Um dieses Problem zu vermeiden, gibt es eine überkritische Trocknung, die eine Substanz durch hohe Hitze und Druck trocknet und die Flüssig-Gas-Grenze umgeht, anstatt sie zu durchqueren. Die Dichte von Flüssigkeit und Gas ist gleich und molekular gesehen gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden. Überkritisches Trocknen kann mit überkritischen Flüssigkeiten verwendet werden, und es gibt mehrere verschiedene Trocknungsverfahren.
Der normale Trocknungsprozess erfolgt mit mittlerer Hitze oder mittlerem Druck und ist gut geeignet, wenn er auf Substanzen wie Wasser angewendet wird, die nicht leicht zerbrechen. Einige Substanzen oder Geräte – wie mikroelektromechanische Geräte mit winzigen Maschinen – erfahren während dieses Trocknungsprozesses ein Ungleichgewicht, da die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, wenn sich die Oberflächenspannung in ein Gas ändert, gegen die Struktur der Substanz zieht. Bei empfindlichen Strukturen kann dieses Ziehen Probleme bereiten.
Um dieses Problem der Oberflächenspannung zu umgehen, ist die überkritische Trocknung eine Methode, die die Flüssig-Gas-Grenze umgeht und die Kapillarspannung der Substanz nicht beeinflusst. Kapillarspannung ist der Raum zwischen den Poren der Substanz, und wenn die Flüssigkeit auf normale Weise gasförmig wird, führt die Kapillarspannung dazu, dass die Substanz kollabiert. Dazu ist ein überkritisches Fluid erforderlich. Diese Flüssigkeiten sehen aus wie Flüssigkeiten, können sich aber wie Gase ausdehnen und komprimieren; sie sind auch in der Lage, andere Stoffe aufzulösen. Bei der Herstellung dieser Flüssigkeiten werden die Poren mit einem organischen Lösungsmittel gesättigt.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine überkritische Trocknung durchzuführen. Beim Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren wird eine Druckkammer mit dem überkritischen Fluid und dem organischen Lösungsmittel gefüllt, in das das überkritische Fluid eingetaucht wurde. Die Substanz wird dann schnell Hitze und Druck ausgesetzt, die über ihre kritische Grenze hinausgehen, wodurch die Flüssigkeit in ein Gas umgewandelt wird, in dem die Kapillarspannung aufrechterhalten wird.
Während das Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren die gebräuchlichste Art ist, überkritisches Trocknen durchzuführen, gibt es ein Niedertemperaturverfahren; Diese Methode ist sicherer, da die andere explosiv sein kann und einige Substanzen dem hohen Druck und der Hitze nicht standhalten. Anstelle eines organischen Lösungsmittels wird Kohlendioxid verwendet, da es bei niedriger Temperatur überkritisch extrahiert wird. Das überkritische Trocknen mit dieser Methode ist nicht immer erfolgreich, da einige Flüssigkeiten mit dem Kohlendioxid reagieren und Metallcarbonate bilden.