Nucleació

començament d'un canvi d'estat en una regió petita però estable
Les bombolles d'una beguda carbonatada nucleen de forma independent segons la disminució de la pressió

La nucleació, segons alguns autors, és el començament d'un canvi d'estat en una regió petita però estable. La nucleació pot fer referència a diverses disciplines científiques.

El canvi d'estat pot ser la formació de gas o cristall a partir d'un líquid. Per exemple l'aigua pura es congela a 0°C, però pot ser superrefredada fins -42 °C,[1] si no existeixen nucleadors per la formació del gel. Per tant, els nucleadors són importants en meteorologia, ja que sovint n'hi ha pocs presents en l'atmosfera superior.

La nucleació és un procés clau per entendre el procés tèrmic dels polímers, aliatges i algunes ceràmiques.

En química i biofísica, la nucleació també pot fer referència a la formació de multímers, que són intermediaris en els processos de polimerització.

En biologia molecular, la nucleació s'utilitza per finalitzar la fase crítica en el muntatge d'una estructura polimèrica, com un microtúbul.

Teoria sobre la nucleacióModifica

La teoria clàssica de nucleació (TCN) és el model teòric més comú utilitzat per estudiar quantitativament la cinètica de nucleació.[2][3][4]

Mecànica de la nucleacióModifica

El procés de nucleació es pot explicar mitjançant el model del cristall de Kossel. Si concebem la unitat de creixement com una partícula que pot enllaçar-se amb fins a 6 partícules més, i considerant que cadascuna d'aquestes partícules té una dimensió d'1*1*1, la formació d'unitats de nucleació es pot tabular, quedant així:

Costat Superfície Volum
1 6*1²
2 6*2²
3 6*3²
4 6*4²
5 6*5²
6 6*6²
7 6*7²
8 6*8²
9 6*9²
10 6*10² 10³

D'aquesta taula es pot deduir que és a partir del nucli de dimensions 6*6*6 quan s'arriba a la mida crítica de nucleació.

ReferènciesModifica

  1. P. G. Debenedetti, P. G., and Stanley, H. E. «Supercooled and Glassy Water». Physics Today, 56, 6, 2003, pàg. 40–46. Bibcode: 2003PhT....56f..40D. DOI: 10.1063/1.1595053.
  2. H. R. Pruppacher and J. D. Klett, Microphysics of Clouds and Precipitation, Kluwer (1997)
  3. P.G. Debenedetti, Metastable Liquids: Concepts and Principles, Princeton University Press (1997)
  4. Sear, R. P. J. Phys.: Condens. Matter, 19, 3, 2007, pàg. 033101. Bibcode: 2007JPCM...19c3101S. DOI: 10.1088/0953-8984/19/3/033101.

Enllaços externsModifica