表面能与晶体生长溶解动力学研究的新动向

作     者：唐睿康 Tang Ruikang

作者机构：纽约州立大学化学系 

出 版 物：《化学进展》 (Progress in Chemistry)

年 卷 期：2005年第17卷第2期

页      面：368-376页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主　　题：界面 表面能 动力学 晶体生长 晶体溶解 临界现象 纳米颗粒 

摘      要：界面现象使物质在结晶过程中出现了临界现象。但最近的研究指出在物质溶解过程中 ,在表面能量的控制下也存在着临界现象以及尺寸效应。实验发现 ,当晶体自身小到一定的程度时 (通常在纳米尺度上并和临界蚀坑的大小相近 ) ,在溶解过程中其速度会自发降低 ,反应被抑制乃至停止。尽管在热力学上表面能的因素可以赋予小颗粒晶体较大的溶解度 ,但表面能却也能通过对临界条件的控制而使这些微粒在动力学上不被溶解。这个发现不仅解决了纳米颗粒在水溶液中稳定性的问题 ,而且还从动力学的角度解释了生物矿物选择纳米尺度作为其基本构成单元的原因。由于表面能和晶体生长 溶解的动力学有着密切的关系 ,我们可以通过对表面能的调节来修改它们的动力学速度和晶体的形貌。反过来 ,也可以用动力学的方法来测定表面能及表面吸附 脱附常数等。相对于常规的界面研究手段 ,通过生长和溶解动力学途径所得的数据有着很好的可靠性及重复性。我们认为 ,晶体生长和溶解的动力学和表面能的研究相结合 ,不仅为界面研究提供了新的思路和方法 ,而且也会推动晶体生长和材料科学的发展。