Kalvopaksuus

Kalvopaksuus tarkoittaa kalvon tai kalvon kalvon kalvoseinän paksuutta, eli etäisyyttä kalvon vastakkaisten pintojen välillä. Termiä käytetään sekä biologisissa yhteyksissä, kuten solukalvojen ja muiden biologisten kalvojen paksuudesta puhuttaessa, että teknisissä sovelluksissa, joissa tarkoitetaan ohuita pinnoitteita ja kalvoja.

Biologisissa kalvoissa paksuus viittaa usein lipid bilayerin paksuuteen, joka on tyypillisesti noin 4–5 nanometriä. Todellinen paksuus voi kuitenkin vaihdella koostumuksen (esimerkiksi kolesterolin ja muiden lipidien määrä) sekä ympäristön mukaan. Kalvot ovat dynaamisia rakenteita, ja niiden paksuus voi muuttua tilapäisesti sekä yksittäisissä soluissa että eri solutyypeissä. Myös solukalvon sisäiset ja ulkoiset kalvot sekä organellien kalvojen paksuudet liikkuvat useista nanometreistä muutamaan kymmeneen nanometriin riippuen kontekstista.

Kalvopaksuuden mittaamiseen on useita menetelmiä. Suuret arvoltaan ohuille kalvoille soveltuvat optiset menetelmät, kuten ellipsometria ja interferometria, sekä kuvantavat tekniikat kuten elektronimikroskopia (TEM) tai AFM vedenalaistenkin kalvojen tapauksissa. Monikerroksiset tai epäjatkuvat kalvot voidaan karakterisoida neutron- tai X-ray reflectometriolla, joka antaa paksuuden ja koostumuksen profiloita. Märkäkalvojen ja toimivien kalvojen tapauksissa voidaan käyttää kvartsikiteen massa- ja dissipaatio-mittauksia (QCM-D) sekä muita gravimetrisiä tai vuorovaikutuspohjaisia menetelmiä.

Käytännön vaihtelut vaikuttavat kalvopaksuuteen: kemiallinen koostumus, lämpötila, hydration-tila sekä kalvon järjestäytyminen ja epäjatkuvuudet. Kalvopaksuudella on keskeinen vaikutus läpäisevyyteen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja optisiin sekä elektrisiin karakteristiikkoihin, ja sitä käytetään arvioimaan sekä biologisten että teknisten kalvojen toimivuutta ja suunnittelua.