Diffusionsdaten

Diffusionsdaten bezeichnet quantitative Informationen über Diffusionsprozesse, das heißt die räumliche und zeitliche Verbreitung von Teilchen infolge zufälliger Bewegung. Typische Größen sind der Diffusionskoeffizient D, die Diffusionslänge und die Aktivierungsenergie Ea, häufig in Abhängigkeit von Temperatur, Zusammensetzung und Phase. Diffusionsdaten bilden die Grundlage für die Beschreibung von Massentransport in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern und werden in Wissenschaft und Technik breit verwendet.

Die Bestimmung und Sammlung von Diffusionsdaten erfolgt sowohl experimentell als auch theoretisch. Experimentelle Methoden umfassen Tracerdiffusion, Pulsfeldgradient-NMR, Quasi-elastische Neutronenstreuung, elektrochemische Messungen und dynamische Lichtstreuung; theoretische Ansätze nutzen Molekulardynamik oder Dichtefunktionaltheorie, um Diffusionsverhalten zu simulieren. Die Ergebnisse werden in Datenbanken und Fachliteratur zusammengeführt; geläufige Größen sind D in m^2/s oder cm^2/s, oft mit Temperaturabhängigkeit beschrieben durch Arrhenius-Gleichungen oder andere Modelle. Typische Darstellungen liefern D(T), Ea und ggf. anisotrope Parameter.

Verwendung von Diffusionsdaten erfolgt zur Modellierung von Massentransport in Bauteilen, Membranen, Katalysatoren, Umweltprozessen, Lebenswissenschaften und Arzneimittelabgabe. Sie dienen ferner der Auslegung von Korrosionsschutz, Tracer-Experimenten und Umweltprognosen.

Qualität, Verlässlichkeit und Standardisierung von Diffusionsdaten hängen stark von Probenzustand, Mikrostruktur, Orientierung (insbesondere in Kristallen, Polymeren oder komplexen Mischungen) und Messbedingungen ab. Eine klare Dokumentation von Methode, Probenmaterial, Temperatur, Druck, Konzentration und Unsicherheit ist üblich. Die Förderung offener Formate, Metadatenstandards und Interoperabilität wird als wichtig erachtet, um Vergleiche und Repositorien über Disziplinen hinweg zu ermöglichen.