O formato de equilíbrio é aquele que minimiza ΔGγ , a energia livre da superfície de um cristal – a soma dos produtos individuais das áreas de superfície multiplicadas pela energia interfacial1. É possível modificar os formatos dos cristais com a introdução de íons ou moléculas que alterem os formatos das torções de crescimento por meio de interações com os limites dos degraus. Esses modificadores de crescimento podem ser orgânicos e incluem peptídeos e grandes proteínas, mas mesmo pequenos modificadores orgânicos podem desempenhar papéis importantes no processo, dada sua presença nos fluidos celulares.
Imobilização de Degrau: Alguns tipos de impurezas impedem a adesão de moléculas nas bordas dos degraus. O único modo pelo qual o degrau pode continuar avançando é ao redor das impurezas. Contanto que a distância entre as impurezas seja maior que o raio crítico da curvatura do degrau, este pode continuar desimpedido. Porém, se a distância entre as impurezas for igual ou menor que o raio crítico r*, o degrau é interrompido. A imobilização de degrau é altamente dependente dos detalhes interacionais entre impureza e degrau. Por consequência, as mesmas impurezas que bloqueiam um tipo de degrau podem permitir a propagação de degraus em faces adjacentes do cristal – ou mesmo de outros tipos de degrau na mesma face.
Incorporação: A incorporação de impurezas ocorre quando íons ou moléculas são capturados durante o avanço dos degraus ou são incorporados em dobras, se tornando parte do cristal que cresce. Normalmente as impurezas distorcem a estrutura cristalina, aumentando a energia interna (a entalpia) do sólido. Esse processo não resulta em redução das taxas de crescimento, e pode eventualmente aumentá-las, quando em concentrações suficientemente baixas. Em baixas concentrações a incorporação de impurezas aumenta a estabilidade do cristal, reduzindo a sua solubilidade em água.
Bloqueio de Dobra: Quando as impurezas aderem às dobras por curtos períodos, elas levam à uma redução efetiva da densidade de regiões de dobra, com ou sem incorporação. Assim como a Imobilização de Degraus, porque esse efeito é altamente dependente de interações impureza-degrau específicas, o bloqueio de dobra pode resultar em mudanças no formato do cristal.
Surfactantes: surfactantes são compostos caracterizados pela capacidade de alterar as propriedades superficiais e interfaciais de um líquido. Atuam como surfactantes na formação de cristais certas impurezas que, adsorvidas às bordas dos degraus podem modificar certos parâmetro do crescimento ao reduzir a energia interfacial entre a borda cristalina e o meio líquido.
1 Os autores consideram o cubo (romboedro), por se tratar do crescimento de calcita. Assim, a energia livre seria dada pela equação que considera a soma da área de cada lado do cubo (superfície total do sólido) e multiplica o resultado dessa soma pela energia da interface entre a superfície do cubo e o meio.
