Nukleasi

Nukleasi adalah tahap pertama pembentukan fase termodinamika baru maupun struktur baru melalui swapemasangan atau swapengorganisasian. Nukleasi biasanya didefinisikan sebagai proses yang menentukan durasi seorang pengamat harus menunggu sebelum fase baru atau struktur hasil swapengorganisasian muncul. Misalnya, jika sejumlah volume air didinginkan (pada tekanan atmosfer) di bawah 0 °C, ia akan cenderung membeku menjadi es. Volume air yang didinginkan hanya beberapa derajat di bawah 0 °C sering kali masih bebas dari es dalam waktu lama. Pada kondisi ini, nukleasi es berjalan lambat atau tidak terjadi sama sekali. Namun, pada suhu yang lebih rendah, kristal-kristal es muncul lebih cepat. Pada kondisi ini nukleasi es berlangsung cepat. Nukleasi umumnya adalah cara transisi fase orde pertama dimulai, dan kemudian memulai proses pembentukan fase termodinamika baru. Sebaliknya, fase baru pada transisi fase secara berkesinambungan berlangsung segera.

Ketika gula disupersaturasi dalam air, akan terjadi nukleasi, yang memungkinkan molekul-molekul gula terikat bersama-sama dan membentuk struktur kristal yang besar.

Nukleasi sering kali ditemukan sangat peka terhadap ketakmurnian dalam sistem. Ketakmurnian ini mungkin terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang, tetapi tetap dapat mempengaruhi laju nukleasi. Oleh karena itu, sering kali penting untuk membedakan antara nukleasi heterogen dengan nukleasi homogen. Nukleasi heterogen terjadi di situs nukleasi pada permukaan sistem. Nukleasi homogen terjadi jauh dari permukaan.