M3 Ostwald Amadurecimento

Tópico

A curvatura de cada pequena partícula dentro desta suspensão de nanopartículas, muito mais pronunciada do que a curvatura de qualquer partícula grande na mesma suspensão, aumenta, de acordo com a equação de Kelvin, a solubilidade dessa mesma pequena partícula. Esta equação de Kelvin descreve como uma superfície mais curva aumenta a energia superficial por átomo disponível nessa superfície, e como essa energia superficial adicional faz com que o material dessa pequena partícula se dissolva mais facilmente na solução circundante do que o material de uma partícula grande, muito menos curva, do mesmo tipo. O fato de essa partícula ser menor, com uma curvatura ainda mais pronunciada, também significa que, de acordo com a mesma equação de Kelvin, sua solubilidade também é maior.

O fato de a solubilidade das pequenas partículas nesta suspensão ser maior do que a das partículas grandes na mesma suspensão impulsiona um processo de dissolução-reprecipitação entre elas: o material que se dissolve preferencialmente dessas partículas menores e mais solúveis torna-se disponível na solução para reprecipitar sobre as partículas maiores e menos solúveis, que assim crescem à custa dessas mesmas pequenas partículas, que por sua vez encolhem ainda mais. Essa maior diferença de solubilidade entre partículas pequenas e grandes faz com que o processo de dissolução-reprecipitação ocorra mais rapidamente e, consequentemente, as partículas maiores nessa suspensão cresçam mais rápido em detrimento das menores.

Portanto, este modelo, com sua curvatura de partículas pequenas e o processo de dissolução-reprecipitação com o qual foi desenvolvido, descreve cineticamente, por meio da lei de Lifshitz-Slyozov-Wagner, como o raio médio dessa suspensão de nanopartículas cresce ao longo do tempo à medida que o processo de dissolução-reprecipitação progride. Essa mesma maturação de Ostwald, ao permitir que as partículas maiores dessa suspensão cresçam em detrimento das menores, amplia a distribuição de tamanho que outro modelo neste conjunto já havia estreitado por meio da separação temporal entre a nucleação explosiva e o crescimento controlado por difusão. Permitir que essa maturação de Ostwald continue por um período mais longo após a síntese inicial ascendente faz com que a monodispersidade que o outro modelo já havia alcançado por meio do mesmo foco de tamanho seja cada vez mais perdida, exatamente na direção oposta à buscada pelo outro modelo.

ID:4458