M3 Maduración de Ostwald (Ostwald Ripening)

Tópico

La curvatura de cada partícula pequeña dentro de esta suspensión de nanopartículas, mucho más pronunciada que la curvatura de cualquier partícula grande de la misma suspensión, aumenta, según la ecuación de Kelvin, la solubilidad de esa misma partícula pequeña: esta ecuación de Kelvin describe cómo una superficie más curvada eleva la energía superficial por átomo disponible en esa superficie, y cómo esa energía superficial adicional hace que el material de esa partícula pequeña se disuelva con más facilidad en la solución que lo rodea que el material de una partícula grande, mucho menos curvada, del mismo tipo. Que esta partícula sea más pequeña, con una curvatura todavía más pronunciada, hace que, según esta misma ecuación de Kelvin, su solubilidad también sea mayor.

Que esta solubilidad de las partículas pequeñas de esta suspensión sea mayor que la de las partículas grandes de esa misma suspensión es lo que impulsa, entre unas y otras, un proceso de disolución-reprecipitación: el material que se disuelve preferentemente desde estas partículas pequeñas, más solubles, queda disponible en la solución para volver a precipitar sobre las partículas grandes, menos solubles, que crecen así a expensas de esas mismas partículas pequeñas, que a su vez se encogen todavía más. Que esta diferencia de solubilidad entre partículas pequeñas y partículas grandes sea mayor hace que este mismo proceso de disolución-reprecipitación avance más rápido, y que las partículas grandes de esta suspensión crezcan, en consecuencia, más rápido a expensas de las pequeñas.

Por eso este modelo, con la curvatura de partícula pequeña y este proceso de disolución-reprecipitación con las que se abrió, describe cinéticamente, mediante la ley de Lifshitz-Slyozov-Wagner, cómo crece con el tiempo el radio medio de esta suspensión de nanopartículas a medida que este proceso de disolución-reprecipitación avanza: esta misma maduración de Ostwald, al hacer crecer a las partículas grandes de esta suspensión a expensas de las pequeñas, ensancha la distribución de tamaño que ya logró estrechar, mediante la separación temporal entre nucleación explosiva y crecimiento controlado por difusión, otro modelo de este conjunto. Que esta maduración de Ostwald se le permita continuar durante más tiempo, después de esa síntesis bottom-up inicial, hace que la monodispersidad que ese otro modelo ya logró, mediante ese mismo size focusing, se pierda cada vez más, en la dirección exactamente opuesta a la que ese modelo buscaba.

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