difusão

Difusão é o processo pelo qual partículas se movem de regiões de maior concentração para regiões de menor concentração, impulsionadas pela agitação térmica. É um transporte passivo, não requer energia externa, e tende a equilibrar a distribuição de substâncias.

Na física e na química, a difusão é descrita pela lei de Fick. A primeira lei afirma que o fluxo de massa J é proporcional ao gradiente de concentração: J = -D grad C, em que D é o coeficiente de difusão. A segunda lei descreve como a concentração varia no tempo: ∂C/∂t = D ∇^2 C.

Existem diferentes mecanismos. Em líquidos e gases, a difusão ocorre principalmente por difusão molecular. Em sólidos, pode ocorrer por defeitos da rede cristalina, como vacancies (difusão por lacunas) ou por interstícios; o valor de D depende fortemente da temperatura e da matriz.

Tipos importantes incluem difusão molecular (ou autdiffusão) e difusão facilitada, que ocorre sem gasto de energia mas requer proteínas de membrana (canais ou transportadores) para atravessar membranas biológicas.

Fatores que afetam a difusão incluem o gradiente de concentração, a temperatura, o tamanho e a natureza das moléculas, o meio (densidade, viscosidade) e barreiras físicas. Em geral, a difusão é mais rápida em gases, mais lenta em líquidos e ainda mais lenta em sólidos.

Aplicações vão desde biologia (trocas gasosas, distribuição de nutrientes e fármacos) até engenharia e meio ambiente (difusão de poluentes, separação de substâncias) e materiais (processos de endurecimento e ligantes difundentes).

Difusão não deve ser confundida com osmose, que é a difusão de água através de uma membrana semipermeável, nem com convecção, que envolve o movimento bulk do fluido.