Lorsqu’une substance est séchée via des méthodes normales d’application de chaleur et de pression à un taux fini, la substance passe à travers la barrière liquide-gaz, où la quantité de contrainte capillaire change, provoquant le dégonflage de la substance. Ce processus de séchage affecte la tension superficielle globale de la substance, provoquant la rupture ou la dégénérescence des structures délicates. Pour éviter ce problème, il existe un séchage supercritique, qui sèche une substance via une chaleur et une pression élevées, et contourne la frontière liquide-gaz au lieu de la traverser. La densité du liquide et du gaz est la même et, moléculairement, il n’y a pas de différence entre les deux. Le séchage supercritique peut être utilisé avec des fluides supercritiques, et il existe plusieurs méthodes de séchage différentes.
Le processus de séchage normal implique l’utilisation d’une chaleur ou d’une pression moyenne et convient parfaitement lorsqu’il est appliqué à des substances telles que l’eau, qui ne se cassent pas facilement. Certaines substances ou certains dispositifs, tels que les dispositifs microélectromécaniques dotés de minuscules machines, subissent un déséquilibre au cours de ce processus de séchage car, lorsque la tension superficielle du liquide se transforme en gaz, il tire contre la structure de la substance. Dans les structures délicates, cette traction peut créer des problèmes.
Pour contourner ce problème de tension superficielle, le séchage supercritique est une méthode qui contourne la frontière liquide-gaz et n’affecte pas la contrainte capillaire de la substance. Le stress capillaire est l’espace entre les pores de la substance et, lorsque le liquide devient un gaz par des moyens normaux, le stress capillaire provoque l’effondrement de la substance. Pour ce faire, un fluide supercritique est nécessaire. Ces fluides ressemblent à des liquides mais sont capables de se dilater et de se comprimer comme des gaz ; ils sont également capables de dissoudre d’autres substances. La préparation de ces fluides consiste à saturer les pores avec un solvant organique.
Il existe plusieurs manières d’effectuer un séchage supercritique. Dans le procédé haute pression et haute température, une chambre de pression est remplie du fluide supercritique et du solvant organique dans lequel le fluide supercritique a été immergé. La substance est alors rapidement exposée à une chaleur et une pression qui dépassent sa limite critique, provoquant la transformation du fluide en un gaz où la contrainte capillaire est maintenue.
Alors que la méthode à haute pression et haute température est la méthode la plus courante pour effectuer un séchage supercritique, il existe une méthode à basse température ; cette méthode est plus sûre, car l’autre peut être explosive et certaines substances ne peuvent pas supporter la haute pression et la chaleur. Au lieu d’un solvant organique, du dioxyde de carbone est utilisé, car il est extrait de manière supercritique à basse température. Le séchage supercritique avec cette méthode n’est pas toujours efficace, car certains fluides réagiront avec le dioxyde de carbone pour créer des carbonates métalliques.