Nükleasyon (çekirdeklenme), birinci çeşit faz geçişleri ve kimyasal
reaksiyonlar sırasında, yaşayabilir yeni faz çekirdeklerinin dalgalanmayla
oluşumu prosesidir; veya, self-montaj veya self-organizasyon
yoluyla yeni bir termodinamik fazın veya yeni bir yapının oluşumundaki ilk
aşamadır.
Nükleasyon, genellikle orijinal sistemin metastabil halde olması
durumunda meydana gelir. Homojen bir fazdaki dalgalanmalar, farklı bir fazın küçük kümelerinin
(clusters) oluşumuna neden olur; örneğin, buharda sıvı damlalar oluşabilir. Buhar
kararlı faz ise, bu damlalar daima kararsızdır ve sonunda kaybolur. Buhar aşırı
soğumuş olduğunda ve damlacıkların yeterince büyük olması durumunda, damlalacıklar
dengelenir ve yoğunlaşma merkezleri oluşturarak büyümeye devam eder,
kondensasyon merkezleri oluşturur. Metastabil fazdaki yeni bir fazın embriyonunun
merkez oluşturmasını sağlayan, ‘kritik’ bir minimum boyut vardır.
Nükleasyon prosesleri homojen (çözeltiler veya ergiyiklerden
kristallerin oluşumu) ve heterojen (yabancı psrtiküller, arayüzler, v.s.)
olarak sınıflandırılır. Tipik nükleasyon örnekleri olarak kristalizasyon
prosesi ve karbonatlanmış sudan, kaptaki basıncın kaldırılmasıyla karbon
dioksit kabarcıklarının oluşumu gösterilebilir. Nükleasyon, ince film büyümenin
(island kritik boyutu) başlangıç aşamasında önemli bir rol oynar.
Şekil: (a) Homojen nükleasyon ve, (b) heterojen nükleasyon için
moleküler reaksiyon şemaları
