De lo no clásico a lo clásico: las semillas de cristalización transforman los mecanismos de nucleación

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Las semillas cristalinas aceleran la nucleación y controlan los polimorfos, pero su efecto en los mecanismos de nucleación no está claro.
• La nucleación homogénea a menudo implica vías no clásicas con intermedios amorfos, sin embargo, las semillas promueven la nucleación heterogénea.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo las semillas cristalinas alteran los mecanismos de nucleación y la selección polimórfica.
• Proporcionar evidencia directa de las semillas que influyen en las vías de cristalización clásica versus no clásica.

Principales métodos:

• Simulaciones dinámicas moleculares de la síntesis de la zeolita.
• Análisis de los procesos de nucleación y de los polimorfos interfaciales intermedios.

Principales resultados:

• Las semillas cristalinas pasan por alto los intermedios amorfos, cambiando la cristalización no clásica a la clásica, monómero por monómero.
• Los resultados de la nucleación dependen de la estabilidad termodinámica y la favorabilidad cinética de los polimorfos interfaciales.
• El entorno de síntesis (monómeros frente a agregados) y el nivel de sobresaturación dictan el dominio de la vía, incluso con semillas.

Conclusiones:

• Las semillas ofrecen un marco general para controlar los mecanismos de cristalización, la cinética y la selección polimórfica.
• Los hallazgos tienen amplias implicaciones para la ciencia de los materiales, los productos farmacéuticos, los biominerales y la catálisis.
• Este trabajo proporciona una base para la cristalización de ingeniería en diversas aplicaciones.