La diffusione è ovunque. È il mezzo che permette di annusare l'aroma della cena guardando il notiziario della sera nel soggiorno; le molecole abbassano il loro gradiente di concentrazione, diffondendosi al di fuori della cucina, dove si trovano in forte concentrazione, nelle aree a bassa concentrazione come il soggiorno.

La diffusione gioca un ruolo molto importante nella formazione di mix di specie che reagiscono chimicamente (sistemi di reazione-diffusione). È complessa quando si considerano sistemi a più componenti che subiscono reazioni chimiche in cui le stesse reazioni influiscono sulla diffusione delle molecole e se la diffusione di un componente può influenzare la diffusione di altri (diffusione incrociata).

I fenomeni di diffusione incrociata possono creare modelli di molecole o gruppi di molecole nel sistema di reazione che sembra costituire una nuova classe di strutture auto-organizzate.

Ricercatori finanziati dall'UE, cercando di valutare tali fenomeni dei sistemi a più componenti, hanno avviato il progetto Crossdiffusionrossi ("Cross-diffusion and pattern formation in reaction diffusion systems").

Studi teorici iniziali hanno suggerito che i modelli complessi possono essere sulla scala che va da decine a centinaia di nanometri, con reazioni a diffusione controllata che sostengono un ruolo potenziale nelle innovazioni nanotecnologiche.

Gli scienziati hanno scelto la reazione Belousov-Zhabotinsky (BZ) nelle microemulsioni (ME) acqua in olio di diottil sodio sulfosuccinato (AOT) per estendere i risultati precedenti per sistemi a quattro componenti a sistemi a cinque componenti. Hanno sviluppato un nuovo metodo teorico per il calcolo dei coefficienti della diffusione incrociata in base all'estensione della procedura per sistemi a quattro componenti. L'innovativo metodo ha portato alle misurazioni per la prima volta di coefficienti a diffusione incrociata in un mix di cinque componenti.

Partendo da questi risultati, i ricercatori hanno valutato il ruolo della diffusione incrociata nella formazione del modello del sistema BZ-AOT, dove è stato rilevato, per produrre un notevole spostamento nell'equilibrio o nell'origine dell'instabilità Turing. I modelli Turing abbondano in natura, sono visibili nelle sostanze chimiche, nei cerchi e nelle macchie del manto di un leopardo. Possono giocare un ruolo nella formazione dei tessuti e perfino nella formazione delle galassie.

Il proseguimento del progetto dovrebbe portare all'identificazione di nuovi modelli e di meccanismi per il controllo della formazione dei modelli. Le applicazioni commerciali potenziali includono la rigenerazione dei tessuti (che formano modelli funzionali di cellule da cellule stelo) e la nanofabbricazione nella tecnologia solare, nei sensori biologici e nei dispositivi elettronici.