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Síntesis Bottom-Up: Nucleación y Crecimiento (Modelo de LaMer)

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Separación temporal de nucleación explosiva (burst) y crecimiento controlado por difusión - la clave para obtener nanopartículas monodispersas en síntesis coloidal.

ID:('ky', 1688)


Umbral LaMer

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$C_m>C_{nucl}\Rightarrow \text{burst}$

$chi_b$
Indicador de nucleación explosiva
$1$
$C_m$
Concentración de monómero
$mol/m³$
$C_{nucl}$
Umbral de nucleación LaMer
$mol/m³$



ID:('gm', 14630)


Crecimiento difusivo

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$\frac{dr}{dt}=\frac{D V_m(C_m-C_{sat})}{r}$

$r$
Radio de nanopartícula
$m$
$D$
Difusividad del monómero
$m²/s$
$V_m$
Volumen molar de la fase sólida
$m³/mol$
$C_m$
Concentración de monómero
$mol/m³$
$C_{sat}$
Concentración de saturación
$mol/m³$
$t_{grow}$
Tiempo de crecimiento
$s$



ID:('gm', 14631)


Focalización de tamaño

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$\frac{d\sigma}{dt}<0;\text{si};C_m>C_{sat}$

$sigma$
Dispersión de tamaño
$m$
$t_{grow}$
Tiempo de crecimiento
$s$



ID:('gm', 14632)


Evolución radio

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$r(t+\Delta t)=r+\frac{D V_m\max(0,C_m-C_{sat})}{r}\Delta t$

$r$
Radio de nanopartícula
$m$
$D$
Difusividad del monómero
$m²/s$
$V_m$
Volumen molar de la fase sólida
$m³/mol$
$C_m$
Concentración de monómero
$mol/m³$
$C_{sat}$
Concentración de saturación
$mol/m³$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14633)


Evolución monómero

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$C_m(t+\Delta t)=C_m+k_f\Delta t-\chi_b k_c\Delta t$

$chi_b$
Indicador de nucleación explosiva
$1$
$C_m$
Concentración de monómero
$mol/m³$
$k_c$
Consumo de monómero durante burst
$mol/m³$
$k_f$
Tasa de alimentación de monómero
$mol/m³s$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14634)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile