Diffusionsmembraan

Diffusionsmembraan, ofte kaldet en semipermeabel membran, er en membran som tillader diffusion af visse stoffer over den, mens den begrænser passage af andre. Den reagerer ikke nødvendigvis på energi fra cellen; transporten sker primært passivt ned koncentrationsgradienten.

I biologiske systemer fungerer cellemembraner og membraner i organeller som diffusionmembraner. Små ikkepolære molekyler som ilt og kuldioxid diffunderer relativt let gennem den lipofile dobbeltlagsstruktur, mens større polære molekyler og ioner diffunderer langsomt uden hjælp fra gennemtrængende proteiner eller kanaler. Vand diffunderer også, primært gennem aquaporiner eller ved simpel diffusion gennem membranen. Diffusion gennem en membran er afhængig af koncentrationsforskellen, temperaturen, membranens tykkelse og overfladeareal samt fedtopløseligheden og størrelsen af molekylerne.

Teknologiske og medicinske anvendelser bygger på diffusionsmembraner, der tillader udveksling af opløste stoffer mellem to væsker. Dialysemembraner i nyrebehandling tillader diffusionsbaseret fjernelse af affaldsprodukter fra blodet. I filtrations- og separationsteknik kan diffusionmembraner bruges til at adskille komponenter baseret på molekylstørrelse og opløselighed. Kunstige membraner kan være lavet af polymerer og designes til at være mere eller mindre permeable for specifikke stoffer.

Begrænsningerne ved diffusionmembraner omfatter utilstrækkelig transport af større eller ladede molekyler uden hjælp af andre transportmekanismer, og processen kræver en koncentrationsforskel. Selvom diffusion er en passiv proces, kan celler inddrage facilitert diffusion eller aktiv transport for at flytte stoffer mod gradienten, hvis nødvendigt. Diffusionsmembraner er centrale for gasudveksling, ernæring og affaldsudskillelse i levende organismer og i medicinsk teknik.