Läpäisynopeus

Läpäisynopeus on suure, joka kuvaa sitä, kuinka nopeasti jokin aine tai säteily läpäisee esteen tai materiaalin. Käytännössä se tarkoittaa sitä, kuinka runsaasti ja millä nopeudella aine siirtyy esteen toiselle puolelle. Läpäisynopeus voi koskea kemiallista permeaatiota (aineen kulkeutuminen materiaalin läpi) sekä fysikaalista läpäisyä (esimerkiksi säteilyn tai lämpötilan vaikutuksesta tapahtuvaa siirtymää).

Läpäisynopeus mitataan yleensä fluxina ja/tai permeabiliteettina. Flux tarkoittaa siirtyvän aineen määrää pinta-alaa kohti aikayksikössä (esimerkiksi mol/m^2·s), kun taas permeabiliteetti P kuvaa esteen ominaisuuksien ja läpäisevän aineen vuorovaikutusta; sitä käytetään usein yhdessä ainemäärän gradientin kanssa, esimerkiksi J = P · Δc, jossa Δc on pitoisuusero esteen medioissa. Yksiköt vaihtelevat mittausmenetelmän mukaan, yleisiä ovat mol/(m^2·s) tai g/(m^2·s).

Siirtymista vaikuttavat tekijät ovat sekä läpäisevän aineen että esteen ominaisuudet sekä olosuhteet. Aineen koko, lipofiilisyys, liukoisuus ja polariteetti sekä esteen paksuus, tiheys, kiteisyys ja lämpötila vaikuttavat läpäisynopeuteen. Olosuhteiden, kuten lämpötilan ja kosteuden, muutokset voivat merkittävästi muuttaa permeabiliteettia.

Mittausmenetelmät vaihtelevat. Yleisiä ovat diffuusiokammiot, kuten Franzin diffuusiokammio, gravimetriset menetelmät sekä erilaiset spektroskooppiset tai radiolabeling-menetelmät. Näiden avulla saadaan sekä kakierän että ajallinen kuva läpäisynopeudesta ja siitä peräisin olevasta permeabiliteetista.

Läpäisynopeudella on keskeinen rooli pakkausmateriaalien turvallisuudessa, lääkeaineiden vapautumisen ja annostelun tutkimuksessa sekä suojaus- ja materiaaliteknisissä sovelluksissa.