Efeitos de Tamanho Finito na Coexistência de Fases Líquido-Sólido e a Estimativa das Barreira de Nucleação Cristalina

Um fluido em equilíbrio em um volume finito V com número de partículas N a uma densidade ρ=N/V que excede a densidade inicial ρ₅ de congelamento pode apresentar coexistência de fase entre um núcleo cristalino e o fluido circundante. Usando um método adequado para a estimativa do potencial químico de fluidos densos, obtemos a energia livre excessiva devido à superfície do núcleo cristalino. Não há necessidade de localizar precisamente a interface nem de calcular a tensão interfacial (anisotrópica). Como caso de teste, uma versão suave do modelo Asakura-Oosawa para misturas de coloide-polímero é tratada. Embora nossa análise seja apropriada para núcleos cristalinos de forma arbitrária, encontramos que a barreira de nucleação é compatível com uma forma esférica e consistente com a teoria clássica de nucleação.