waterdiffusie

Waterdiffusie is het proces waarbij watermoleculen zich spontaan verplaatsen door een medium door willekeurige beweging, aangedreven door een chemisch potentiaalgradiënt. In vloeistoffen gebeurt diffusie van water van gebieden met een hogere naar lagere concentratie. In vaste of porieuze media zoals hout, klei of bodems treedt diffusie op langs poriën of langs bindingssites, en kan het bemoeilijkt worden door waterbinding en tortuositeit.

De beweging wordt beschreven met de diffusiecoëfficiënt D (of De in poriën), en voor een constante D geldt de Fick-wet: flux J = -D grad(C). De tijdsafhankelijke verdeling volgt de diffusievergelijking dC/dt = D nabla^2 C. In niet-homogene media kan D variëren met positie, temperatuur en waterinhoud. Iniringen zoals anisotropie kunnen voorkomen in bepaalde materialen.

Belangrijke factoren zijn porositeit, structuur en de mate van waterbinding. Waterdiffusie bepaalt hoe snel vocht zich verspreidt in bodems na neerslag, in bouwmaterialen tijdens droging of vochtdaling, en in plantaardige weefsels bij hydratatie. In voedingsonderzoek speelt diffusie een rol bij droog- en rehydratiseringsprocessen.

Metingen benutten vaak tracers zoals waterisotopen (bijv. deuterium) of tritium, en technieken als NMR of MRI om diffusieparameters te bepalen. Diffusie verschilt van advektie, en wanneer water door een membraan trekt kan osmotische druk een rol spelen; diffusie kan dan een component zijn van osmotisch gedreven transport.