Superkjøling

Superkjøling, eller underkjøling, er prosessen der en væske kjøles ned under sitt normale frysepunkt uten at den går over i fast form. Dette er en metastabil tilstand der krystallisering ikke har startet ennå, ofte fordi væsken er svært ren og mangler tilstrekkelige kjernesteder for iskrystaller.

Tilstanden kan være skjør og midlertidig. En frøkrystal av is eller en ytre påvirkning kan utløse kjernedannelse, og væsken fryser raskt, ofte med en tydelig frigjøring av latent varme. For rent vann kan dette oppstå i kontrollerte laboratorieforhold, ned til betydelig under 0 °C; i praksis blir væsker gjerne ustabile og fryser ved eller nær frysepunktet når urenheter eller overflater introduserer nukleasjon.

Det er viktig å skille superkjøling fra frysepunktsnedsettelse. Frysepunktsnedsettelse oppstår når oppløsninger eller tilsetninger senker frysepunktet, men væsken trenger ofte en frø- eller kjerne for å fryse under spesifikke forhold. Superkjøling innebærer at væsken forblir i flytende form selv under et lavere temperaturområde fordi det ikke finnes nærliggende, aktive kjernesteder for krystallisering.

Anvendelser og relevans inkluderer meteorologi, der superkjølte vanndråper i skyer spiller en rolle i nedbørprosesser, samt industri og forskning hvor kontrollert nedkjøling brukes for å unngå iskrystaller og bevare tekstur, kvalitet og bestemte faser i materialer og prøver. I krevende anvendelser er forståelse av superkjøling viktig for krystallisering og faseoverganger.