diffusiooniga

Diffusioon on osakeste juhusliku termilise liikumise tulemus, mille käigus kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama poole suunatud liikumise tõttu tekib segu ühtlustuv kontsentratsioon. See mehhanism kehtib gaasides, vedelikes ja paljudes elusorganismide ning materjalide süsteemides. Diffusiooniga kirjeldatakse sageli ka osakesi läbi poolläbilaskva membraani liikumist.

Ficki seadused annavad selle protsessi matemaatilise kirjelduse. Esimene seadus kirjeldab püsiva gradienti korral difusioonivoolu J = -D dC/dx, kus D on difusioonivõimsus. Teine seadus ∂C/∂t = D ∂^2C/∂x^2 kirjeldab kontsentratsiooni muutumist ajas.

Erinevad difusiooni vormid: passiivne difusioon (ilma energiakuluta) ning fasiliteeritud difusioon, mis kasutab transportvalgud. Osmoos on spetsiaalne difusiooni vorm, kus vesi liigub poolläbilaskva membraani kaudu.

Mõjutavad tegurid: temperatuur, molekuli suurus, lahuse viskoossus ja tihedus, ning keskkonna struktuur ja membraani omadused, sealhulgas paksus ja kanalite olemasolu.

Rakendused: bioloogias gaasivahetuse ja rakkude ainevahetuse mõistmine; meditsiinis ravimite vabastamine ja manustamine; materjaliteaduses difusioon dopantide ja polümeeride vahel; keskkonnateaduses saasteaineid ja gaaside levikut. Diffusiooniga seotud protsessid on olulised paljudes teadus- ja insenerivaldkondades.