Diffuusiokokeita

Diffuusiokokeet ovat kokeellisia menetelmiä, joilla tutkitaan aineiden diffuusiota—siirtymää suuremmasta pitoisuudesta pienempään. Diffuusio johtuu molekyylien satunnaisliikkeestä, ja sen nopeuteen vaikuttavat lämpötila, välineistön viskositeetti ja molekyylin koko sekä väliaineen rakenne ja läpäisevyys. Kokeissa pyritään määrittämään diffuusion nopeus ja usein laskelmat perustuvat Fickin lakeihin.

Diffuusiokokeita voidaan soveltaa monissa yhteyksissä. Kalvopohjaiset järjestelmät, kuten Franz-diffuusiokammio, tutkivat aineen kulkeutumista biologisen kalvon läpi ja ovat keskeisiä farmasian läpäisytesteissä. Geleissä ja polymeereissä tehtävät kokeet mittaavat molekyylien diffuusiota niiden sisällä tai materiaalin läpi. Myös nesteissä ja kaasumaisissa seoksissa tehdään diffuusiokokeita, esimerkiksi seurataan pitoisuuseroon perustuvia virtauksia ja profiileja.

Mittausmenetelmät vaihtelevat: pitoisuuksien ajan riippuvuutta voidaan seurata UV-Vis-spektroskopialla, HPLC:llä tai fluoresenssilla; radiolabeloidut merkkiaineet voivat tarkentaa mittauksia. Diffuusion kerroin D voidaan määrittää käyttämällä Fickin toista lakia tai yksinkertaisempia staattisia malleja.

Diffuusiokokeet ovat tärkeitä materiaalitieteessä, farmasiassa, biologiassa ja ympäristötieteissä. Ne auttavat ymmärtämään, miten aineet liikkuvat eri medioissa, ja antavat perusteet sekä suunnittelulle että tulkinnalle esimerkiksi lääkkeiden vapautumisesta ja kalvojen läpäisevyydestä.