difusioonis

Difusioon on aineosakeste juhusliku liikumise tulemus, mille käigus molekulid või ioonid liiguvad kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama suunas. Netliikumine viib kontsentratsiooni ühtlustumiseni. Difusioon esineb gaasides, vedelikes ja tahkistes ning on oluline paljudes looduses ja tehnilistes protsessides.

Ficki esimene seadus kirjeldab difusiooni läbi lahuse: voog J = -D dC/dx, kus D on difusioonikonstant. D sõltub temperatuurist, keskkonnast ja molekuli omadustest. Ficki teine seadus dC/dt = D d2C/dx2 kirjeldab, kuidas kontsentratsioon aja jooksul muutub.

Bioloogilises kontekstis on difusioon oluline gaasivahetuses kopsudes ning toitainete transportimisel rakkudes. Lihtne difusioon hõlmab väikeste, lipofiilsete molekulide läbimist läbi lipiidmembraani; kaasdifusioon (facilitated diffusion) kasutab kanal- või transporterproteine ning kiirendab difusiooni suuremate või veesisaldavate ühendite jaoks. Osmoos on erijuhtum, kus vee difusioon toimub läbi poolläbilaskva membraani kontsentratsioonide erinevuse tõttu.

Diffusiooni tähtsus ilmneb nii looduses kui tööstuses: hapniku difuusioon kopsudes tagab gaasivahetuse, rakusisene ja ekstratsellulaarne ainevahetus ning materjaliteaduses kontrollitav difusiooniprotsess on oluline kristallide kasvus, korrosioonis ja lõppproduktsioonides. Difusiooni kiirust mõjutavad temperatuur, molekuli suurus, lahusti ja keskkonna omadused ning membraani läbilaskvus.