diffuusioilmiöitä

Diffuusioilmiöitä kuvaa ilmiöitä, joissa aineen hiukkaset liikkuvat ja sekoittuvat keskenään lämpöliikkeen vaikutuksesta. Tämä liike on satunnaista ja jatkuvaa, ja se pyrkii tasaamaan hiukkaspitoisuuden eroja aineessa. Diffuusio tapahtuu niin kaasuissa, nesteissä kuin kiinteissäkin aineissa, vaikkakin sen nopeus vaihtelee merkittävästi aineen olomuodon mukaan. Kaasuissa diffuusio on nopeinta, koska hiukkaset ovat kaukana toisistaan ja liikkuvat vapaasti. Nesteissä hiukkasten välimatkat ovat pienempiä ja törmäilyt yleisempiä, mikä hidastaa diffuusiota. Kiinteissä aineissa diffuusio on yleensä hyvin hidasta, koska hiukkaset ovat tiukasti sidottuja toisiinsa hilaverkon rakenteessa, ja liike tapahtuu lähinnä pinnan tasolla tai virheiden kohdalla.

Diffuusio on keskeinen ilmiö monissa luonnonprosesseissa ja teknologisissa sovelluksissa. Esimerkiksi hapen ja hiilidioksidin kulkeutuminen ilmakehästä vesiin ja eliöihin perustuu diffuusioon. Elävissä soluissa ravintoaineiden ja aineenvaihduntatuotteiden siirtyminen solukalvojen läpi tapahtuu osittain diffuusion avulla. Teollisesti diffuusiota hyödynnetään esimerkiksi metallien pintakäsittelyssä, puolijohdeteollisuudessa ja lääkeaineiden annostelussa. Diffuusion nopeuteen vaikuttavat lämpötila, hiukkasten koko ja massa sekä väliaineen viskositeetti. Korkeampi lämpötila lisää hiukkasten liike-energiaa ja siten diffuusionopeutta.