nucleáció

Nukleáció jev v materiálech, který představuje počátek vzniku nové fázě uvnitř stávajícího prostředí. Jako příklad lze uvést krystalizaci z roztoku, kondenzaci molekul z nasycené páry na částice nebo vznik kapek ve supersaturated vzduchu. Nukleace může být homogenní, kdy se mag vytváří v homogenní fázi bez existujících povrchů, nebo heterogenní, kdy vzniká na plochách, nečistotách, zrnech či kolem substrátu.

Hlavní podmínkou nukleace je překročení podmínky supersaturace či supercooling, která dodává systému dostatek kinetické a termodynamické síly pro vznik stabilního jádra. Mag, které nedosáhne kritické velikosti, zanikne, zatímco kritické jádro se dále vyvíjí a roste. Podle klasické teorie nukleace (CNT) je rychlost nukleace J závislá na teplotě, míře překročené saturace a na povrchové energii mezi fázemi; heterogenní nukleace má obvykle nižší energii bariéru než homogenní.

Nukleace se následně vyvíjí růstem jádra k vytvoření makroskopické fáze. Rychlost a mechanismus růstu jsou ovlivněny teplotou, koncentrací a chemickými vlastnostmi prostředí. Praktické významy zahrnují kontrolu krystalizace v chemickém průmyslu, metalurgii, polymerské vědě a meteorologii (např. tvorba mrakových kapek).

Klasická teorie se doplňuje o neklasické scénáře, které připouštějí prenukleace klastry a vícefázové cesty, stejně jako význam vůdčí roli drobných částic a interakcí na počátku vzniku nové fáze.