Difusiooniprotsess

Difusiooniprotsess on nähtus, mille käigus aineosakesed liiguvad kõrgema kontsentratsiooniga piirkondadest madalama kontsentratsiooniga piirkondadesse. See liikumine toimub juhuslike termiliste liikumiste tõttu ja jätkub seni, kuni aine on kogu saadaolevas ruumis ühtlaselt jaotunud ehk saavutatakse tasakaal. Difusioon on passiivne protsess, mis ei vaja välise energiaallika panust.

Seda protsessi võib täheldada paljudes looduslikes ja tehnoloogilistes rakendustes. Näiteks on difusioon oluline gaaside segunemisel, lahustite lahustumisel või tahkete ainete transpordil membraanide kaudu. Bioloogias mängib difusioon võtmerolli ainete liikumisel rakkudesse ja rakkudest välja, nagu hapniku ja süsinikdioksiidi transport kopsudes või toitainete liikumine vereringes.

Difusiooni kiirus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas temperatuurist, osakeste suurusest, keskkonna viskoossusest ja kontsentratsiooni gradienti suurusest. Kõrgem temperatuur suurendab osakeste kineetilist energiat, kiirendades seega difusiooni. Suuremad osakesed liiguvad aeglasemalt kui väiksemad. Keskkonna viskoossus mõjutab samuti liikumist – mida viskoossem keskkond, seda aeglasem difusioon. Mida suurem on kontsentratsiooni erinevus, seda kiirem on difusioon.

Füüsikas kirjeldatakse difusiooni sageli Ficki seadustega, mis kvantifitseerivad ainevoo ja kontsentratsiooni gradiendi vahelist seost. Difusiooniprotsess on fundamentaalne paljude füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste nähtuste mõistmiseks.