盐混合物中可控的球晶生长：复杂晶体自组装的普适机制

球晶是复杂的多晶结构，由从中心点开始径向外延生长的聚集纳米晶体自组装而成。尽管球晶广泛存在并与从地质学到医学等多个领域相关，但球晶结晶的动力学及这种生长所需的条件仍不甚明了。在此，我们报道了在室温下从蒸发的硫酸盐混合物水溶液中诱导硫酸钠可控球晶生长的条件。我们发现，在溶液中引入二价金属离子会导致硫酸钠的球晶生长。我们首次量化了盐混合物中球晶生长起始时的过饱和度，并确定了生长动力学。我们的结果表明，在高度粘稠的溶液中，非经典成核过程在高过饱和度下诱导了硫酸钠球晶的生长。在球晶沉淀起始时，由二价离子触发，后者粘度达到约 111 Pa$\cdot$s，导致扩散限制的生长。我们还表明，球晶作为在非平衡条件下形成的亚稳结构，当过饱和度随着生长在不同蒸发速率下持续进行而降低时，可以演变为其他形状。这些发现阐明了球晶形成的条件，并为调节其形貌提供了实用策略。