diffúzión

Diffúzió a részecskék vagy energia véletlenszerű, hőmozgás által okozott terjedése egy közegben, amely a koncentráció-különbség felé törekszik. Ennek eredményeként a magasabb koncentrációjú területről alacsonyabb felé mozognak a molekulák vagy az energia, például hő formájában.

A diffúzió leírására a Fick-törvények szolgálnak. Az első törvény szerint a diffúziós fluxus J egyenlő a diffúziós együttható D és a koncentrációgradiens dC/dx negatívával: J = -D(dC/dx). A második törvény a koncentráció időbeli változását adja meg: ∂C/∂t = D ∂²C/∂x². A D értéke függ a hőmérséklettől, a közeg viszkozitásától, a diffundáló részecske méretétől és a kölcsönhatásoktól.

Típusai közé tartozik a molekuláris diffúzió (amelyet közvetlen mozgás és Brown-mozgás generál), valamint olyan folyamatok, amelyek konvekcióval vagy transzportfehérjék közreműködésével valósulnak meg, például facilitált diffúzió a sejtmembránon át. Biológiában különösen fontos például a kis, apoláris molekulák és víz diffúziója, illetve a membránokkal kapcsolatos szállítás.

Gyakorlati jelentősége van a gyógyszer-diffúziónak, az élelmiszeripari és környezeti folyamatoknak, a szennyeződések terjedésének nyomon követésének, valamint az anyagok eloszlásának megértésének és tervezésének. Összességében a diffúzió alapvető, spontán útja a tömeg- és energiaátvitelnek minden közegben.