Nos sólidos amorfos e vítreos, a difusão depende do tipo de ligação e da estrutura, que é, para distâncias sub-nanométricas, aleatória. Por exemplo, os polímeros se caracterizam por ligações primárias muito fortes (covalentes) que mantêm coesas as moléculas, e por ligações secundárias muito mais fracas entre as moléculas. A difusão nos polímeros ocorre pelo movimento de moléculas inteiras, analogamente ao mecanismo intersticial nos materiais cristalinos. Se a cadeia do polímero é longa e volumosa, o movimento se torna mais difícil; utiliza-se a velocidade de difusão dos polímeros para se determinar o peso molecular do polímero. Nos vidros inorgânicos, muitas espécies “se aproveitam” das irregularidades da estrutura.
O material cujo comportamento serviu como base para a elaboração do modelo de difusão em vidros é a sílica (SiO2). O nome sílica vítrea e o vidro de quartzo descrevem processos de obtenção diferentes para um mesmo material: a sílica no estado amorfo ou vítreo. A sílica vítrea sintética é obtida pela sinterizacão de nanopartículas amorfas, obtidas pela oxidação de haletos de silício (especificamente, SiCl4) enquanto o vidro de quartzo pode ser obtido pela fusão de pó do mineral. Na literatura, o vidro de sílica (v-SiO2) é usado como o modelo da estrutura de materiais amorfos e vidros. A v-SiO2 é também obtida abioticamente nos esqueletos das esponjas-de-vidro, nas espículas das de esponjas, etc. Porém, a compreensão dos mecanismos de formação dos sólidos amorfos de sílica (vidros de silicato) forneceu os elementos necessários para a compreensão das organizações amorfas de outros materiais, como o carbonato e o fosfato de cálcio. Nos vidros de silicato, os íons do silício (Si) estão muito fortemente ligados ao oxigênio e a difusividade do silício nestes materiais é extremamente baixa. Contudo, a rede irregular do silicato contém um grande número do posições para cátions, os quais usualmente preenchem apenas uma fração das posições existentes. A existência de espaços vazios na rede de um vidro de quartzo pode ser avaliada pelo fato de que a densidade do quartzo na fase alfa (-SiO2) é 2.65g/cm3. enquanto a densidade do vidro de quartzo (v-SiO2) é 2.20g/cm3.
Enquanto os íons do silício estão no centro dos tetraedros do sílica, rodeados por íons do oxigênio, os cátions dos metais alcalinos – em especial o sódio (Na) – ocupam vazios existentes na rede tridimensional aleatória que forma o vidro, e se mantêm nestas posições por ligações mais fracas do que as ligações de tipo iônico. Em conseqüência, o sódio (Na), o potássio (K), elementos divalentes e trivalentes podem ocupar posições na rede de vidros de silicato com facilidade. Os principais componentes da composição do vidro de janela, por exemplo, são (67.1%SiO2, 14.6Na2O, 8.78CaO, 3.76MgO, 1.01Al2O3, 0.6K2O) em peso. Além disso, os vazios na rede do silicato permitem que átomos pequenos como o hidrogênio (H) ou o hélio (He) se difundam com grande rapidez. Esta transparência ao hidrogênio e ao hélio limita o uso do vidro para aplicações que exigem vácuo muito elevado. A difusão de H2, H2O e OH- através da sílica vítrea (v-SiO2, também chamado de vidro de quartzo) é responsável pela degradação das fibras ópticas (feitas de v-SiO2) , especialmente em cabos submarinos.
definida, ou como material vítreo sem uma temperatura de fusão definida e que apresenta a transição vítrea (Tg).
