Konsentraatiogradientit

Konsentraatiogradientit kuvaavat tapaa, jolla aineen tai minkä tahansa muuttuvan ominaisuuden pitoisuus vaihtelee tilassa. Se on fysikaalinen suure, joka osoittaa, kuinka nopeasti pitoisuus muuttuu etäisyyden suhteen. Konsentraatiogradientti on suure, jolla on sekä suuruus että suunta. Sen suunta on aina kohti suurempaa pitoisuutta, ja sen suuruus kertoo, kuinka suuri pitoisuuden muutos on tietyllä matkalla.

Yksinkertaisimmillaan konsentraatiogradientti voidaan kuvata kahden pisteen välillä. Jos pisteessä A aineen pitoisuus on korkeampi kuin pisteessä B, konsentraatiogradientti osoittaa pisteestä A pisteeseen B ja sen suuruus riippuu pitoisuuseroista ja pisteiden välisestä etäisyydestä. Matematiikassa konsentraatiogradientti määritellään usein derivaattana.

Konsentraatiogradientit ovat keskeisiä monissa luonnollisissa ja teknologisissa prosesseissa. Esimerkiksi soluissa aineiden kulkeutuminen solukalvon läpi tapahtuu usein konsentraatiogradientin mukaisesti passiivisen diffusiona. Lämpötilagradientti, joka on lämpötilan pitoisuusgradieenti, on vastuussa lämmön siirtymisestä kuumemmasta kylmempään. Myös nestemekaniikassa ja virtausdynamiikassa konsentraatiogradienteilla on merkittävä rooli.