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Nucleação é o primeiro passo na formação de qualquer nova fase termodinâmica ou uma nova estrutura através de auto-montagem ou de auto-organização.
A Nucleação é normalmente definida como sendo o processo que determina quanto tempo um observador tem que esperar antes de uma nova fase ou estrutura auto-organizada apareça. Nota-se que a nucleação é, frequentemente, muito sensível às impurezas no sistema. Devido a isso, muitas vezes é importante fazer a distinção entre a nucleação heterogênea e a nucleação homogênea. Nucleação heterogênea ocorre em locais de nucleação sobre as superfícies do sistema. Nucleação homogênea ocorre longe de uma superfície.