Síntesis en estado sólido

Es especialmente importante caracterizar la velocidad de reacción en la síntesis en estado sólido. Las reacciones en estado sólido deben llevarse a cabo hasta su finalización, ya que las técnicas de purificación de los sólidos formados son muy limitadas. La velocidad de la reacción en estado sólido depende de las condiciones de reacción, incluidas las propiedades estructurales, la forma y el área superficial de los reactivos, la velocidad de difusión y las propiedades termodinámicas asociadas a la nucleación y la reacción. Las propiedades químicas y físicas de los materiales finales vienen determinadas por los precursores químicos y las técnicas de preparación.

Las técnicas modernas de preparación en estado sólido no se limitan a variaciones del método cerámico. En la metátesis en estado sólido, las reacciones de los compuestos metálicos se inician mediante una fuente de energía (por ejemplo, llama, molino de bolas) y se propagan gracias al calor liberado durante la formación de los productos y subproductos. Los métodos sol-gel utilizan una solución concentrada o coloidal (el «sol»), que se calienta, se seca y se deja envejecer secuencialmente para formar geles, recubrimientos y nanomateriales. Los métodos solvotérmicos consisten en calentar soluciones en un recipiente cerrado y presurizado a temperaturas superiores al punto de ebullición estándar del disolvente orgánico elegido; si el disolvente es agua, este método se denomina hidrotérmico. Muchos métodos sintéticos en los que se forma un material sólido, como las deposiciones en fase de vapor, la intercalación, el crecimiento de monocristales y las síntesis de nanomateriales, pueden clasificarse como síntesis en estado sólido.