Nukleasi adalah proses utama untuk memahami proses termal dari polimer, paduan dan beberapa jenis keramik. Dalam cabang kimia dan biologi, ini dapat merujuk pada pembentukan multimer, yang didefinisikan sebagai mereka yang berpartisipasi sebagai perantara dalam proses polimerisasi.
Nukleasi adalah model terbaik yang ada untuk proses kristalisasi dan amiloidogenesis. Di bidang biologi molekuler, proses ini digunakan untuk mengakhiri fase kritis dalam perakitan struktur polimer seperti mikrofilamen.
Proses nukleasi juga menghadirkan dua kontribusi yang menentukan stabilitas nuklei yang terbentuk: energi pembekuan bebas, dan energi bebas pembentukan permukaan nukleus baru, yang tidak menguntungkan. Contoh yang jelas adalah, misalnya, ketika air murni membeku pada 0 ° C, tetapi dapat “dingin” hingga -42 ° C tanpa pembekuan, jika tidak ada nukleator untuk icing. Oleh karena itu, nukleator penting dalam meteorologi, karena sering ada beberapa nukleator hadir di atmosfer bagian atas.
Pengertian
Nukleasi adalah munculnya fase stabil baru. Ini adalah proses yang penting dan perlu untuk memahami proses termal dari polimer. Nukleasi juga dapat didefinisikan sebagai pembentukan multimer, dengan nukleasi menjadi cara terbaik untuk menengah dalam proses polimerisasi, membantu dalam stabilitas inti.
Ciri nukleasi
Nukleasi adalah proses yang umumnya terjadi dengan lebih banyak kesulitan di dalam zat yang seragam. Ditandai bahwa aktivasi termal yang dimilikinya akan memberikan energi yang diperlukan untuk membentuk inti yang stabil. Ini memiliki dua jenis yang berbeda, yang homogen dan heterogen. Proses ini bisa disebut penampilan fase baru.
Mekanika Nukleasi
Ini dapat terjadi dengan kesulitan dalam suatu zat yang memiliki karakteristik keseragaman, dan ia melakukan ini melalui proses yang disebut nukleasi homogen. Cairan yang didinginkan di bawah suhu nukleasi heterogen maksimum, tetapi di atas suhu nukleasi homogen dikatakan superkooling. Pada heterogen, pelepasan sejumlah energi terjadi melalui penghancuran bagian antarmuka anterior. Pada akhir proses, aktivasi termal akan memberi kita cukup energi untuk membuat inti yang stabil. Ini kemudian dapat tumbuh sampai keseimbangan termodinamika dipulihkan.
Transformasi cairan menjadi padatan terjadi dalam dua tahap. Yang pertama adalah nukleasi fase padat di tengah fase cair, di mana generasi permukaan padat-cair yang memiliki energi permukaan (energi per satuan luas) terjadi, dan yang kedua selama Solidifikasi Fase padat dan cair hidup berdampingan.
Jenis
Proses pemadatan logam didasarkan pada tiga tahap yang berbeda dan penting; pembentukan inti stabil dalam lelehan, pertumbuhan inti untuk menimbulkan kristal dan pembentukan struktur granular. Penampilan masing-masing butiran ini setelah pemadatan logam terjadi akan tergantung pada banyak faktor, salah satu yang paling penting adalah gradien termal. Ada dua jenis berbeda mengenai pemadatan logam dan mereka adalah sebagai berikut:
- Nukleasi Homogen: Jenis ini terjadi dalam cairan leleh ketika logam memberikan atom dengan sendirinya untuk mencapai pembentukan inti. Ketika logam cair murni mendingin di bawah suhu pemadatan kesetimbangannya dengan benar dan dalam jumlah yang cukup, nukleus homogen terbentuk oleh pergerakan atom yang lambat yang cenderung tetap berkerumun. Untuk mencapai ini diperlukan tingkat pendinginan tinggi, yang bisa mencapai ratusan derajat Celcius untuk logam. Agar inti yang stabil menjadi kristal, ukuran kritis harus dicapai. Himpunan atom yang saling terkait satu sama lain disebut embrio. Kelompok dengan ukuran kritis terbesar disebut nukleus.
- Nukleasi Heterogen: Inilah yang terjadi dalam cairan pada permukaan wadah yang mengandung pengotor yang tidak dapat larut, atau beberapa bahan struktural lain yang mengurangi energi bebas untuk membentuk inti yang stabil. Agar jenis nukleasi ini terjadi, zat nukleasi padat harus dibasahi oleh logam cair. Ini terjadi pada agen nukleasi karena energi permukaan yang dibutuhkan untuk membentuk inti stabil pada material lebih rendah daripada jika inti dibuat pada nukleusnya sendiri.