M2 Síntese Bottom-Up: Nucleação e Crescimento (Modelo LaMer)

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Nessa síntese ascendente, a concentração do precursor dissolvido, à medida que é gerado ou liberado na solução, continua a aumentar até ultrapassar o limiar de LaMer. Somente ao ultrapassar esse limiar de LaMer a solução se torna suficientemente supersaturada para desencadear uma explosão de nucleação, na qual um grande número de novos núcleos dessa nanopartícula aparece quase simultaneamente. O fato de a concentração do precursor aumentar mais lentamente em direção a esse limiar de LaMer significa que, ao ultrapassá-lo, a supersaturação resultante é menor e, consequentemente, essa nucleação explosiva produz menos novos núcleos.

O fato de essa nucleação explosiva consumir, quase instantaneamente, uma grande quantidade desse precursor dissolvido faz com que a concentração do precursor caia rapidamente abaixo do limiar de LaMer: uma vez que a concentração do precursor cai abaixo desse limiar, nenhum novo núcleo aparece, e o precursor que continua a ser gerado ou liberado posteriormente é depositado sobre os núcleos já produzidos por essa nucleação explosiva, fazendo com que cresçam por meio de crescimento controlado por difusão. O fato de a concentração do precursor, após a explosão, permanecer abaixo do limiar de LaMer durante o restante da síntese ascendente impede a ocorrência de qualquer nucleação explosiva adicional.

Portanto, este modelo, com sua nucleação explosiva e crescimento controlado por difusão, torna essa separação temporal entre os dois estágios precisamente a chave para a obtenção de nanopartículas monodispersas: como todos os núcleos nessa nucleação explosiva surgem quase simultaneamente, todos têm aproximadamente o mesmo tempo para crescer durante o subsequente crescimento controlado por difusão. Esse crescimento controlado por difusão, por sua própria natureza, também favorece os núcleos menores, fazendo com que cresçam ligeiramente mais rápido do que os maiores, produzindo um efeito de focalização de tamanho que estreita ainda mais a distribuição de tamanho resultante. O fato de essa separação temporal entre a nucleação explosiva e o crescimento controlado por difusão ser fundamental para essa monodispersidade faz com que este modelo se destaque diretamente em contraste com outro modelo deste conjunto, o que descreve o amadurecimento de Ostwald, um processo que, em contraste, destrói essa mesma monodispersidade se permitido que continue além desse crescimento controlado por difusão.

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