Kidekasvua

Kidekasvua on prosessi, jossa kristallirakenne laajentuu lisäämällä atomeita, molekyylejä tai ioni-yksiköitä olemassa olevaan kristallipintaan. Kasvu vaatii ylittää jonkinlainen energiamäärä ja olla olosuhteiltaan sopiva, jotta järjestäytyminen lattiaan tapahtuu.

Nukleaatio on kidekasvun alkuvaihe, ja sitä voidaan pitää homogeenisena (uudet ytimevät kideet muodostuvat liuoksessa ilman pintaa) tai heterogeenisena (kasvu käynnistyy pinnan, epäpuhtauksien tai kiinteän kasvualustan vaikutuksesta). Nukleaatio on usein kriittisen koon ylittäminen, jonka jälkeen kide voi kasvaa suuremmaksi.

Kidekasvu etenee tyypillisesti kerros‑ tai askelkasvuna, jossa atomit tai molekyylit järjestäytyvät tasoilleen pinnalla. Spiralikasvu, jota kuvaavat rullaus- tai kiertohakuiset dislokationit, mahdollistaa tasosaumaisten kerrosten muodostumisen ilman pysähtymistä. Dendriittinen kasvu voi tapahtua korkeassa supersaturaatiotasossa, jolloin kidelevyjä kasvaa epäjäykstynein, haaroittuvin muodoin.

Kasvun yleishyödylliset ajurit ovat ylisuurettuus (supersaturation) ja siihen vaikuttavat lämpötila, liuoksen koostumus, epäpuhtaudet, pH sekä paine. Myös liuoksen kierto, sekoitusnopeus ja kasvualustan ominaisuudet vaikuttavat siihen, millainen kidehabit ja koko muodostuvat.

Kidekasvua hallitaan usein käyttämällä siemenkiteitä, säätämällä jäähdytys- tai haihdutusnopeutta, hydrotermistä tai kaasuvaihtoehdoista sekä kontrolloimalla epäpuhtauksia. Tärkeä sovellusalue on farmasia ja materiaalitiede, missä kiteytyksellä on vaikutusta puhtauteen, polymorfiaan ja ominaisuuksiin kuten läpinäkyvyyteen sekä mekaanisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin.

Kidekasvua seurataan ja karakterisoidaan esimerkiksi X-ray diffractionin, mikroskopian ja muiden analyysien avulla, jotka paljastavat kiteiden rakenteen, koon ja habituksen.