Permeabiliteiten

Permeabiliteiten is de verzamelnaam voor de mate waarin stoffen door een barrière kunnen passeren, zoals een biologisch membraan, een poreus gesteente of een kunstmatige separator. In biologische membranen bepaalt de permeabiliteit hoe gemakkelijk water, ionen en kleine moleculen diffunderen of via transportmechanismen worden getransporteerd. De permeabiliteit P is een maat voor de snelheid van translocatie en wordt vaak uitgedrukt als flux per oppervlakte en concentratieverschil: J = P · A · ΔC, waarbij J de flux is, A het membraanoppervlak en ΔC het concentratieverschil. In veel gevallen kan P worden benaderd als P = D · K / δ, waarbij D de diffusiecoëfficiënt in het membraan is, K de verdelingscoëfficiënt tussen water en membraan en δ de membraandikte.

Kleine apolaire moleculen diffunderen doorgaans gemakkelijk door het lipidegedeelte van het membraan, terwijl polaire stoffen en ionen vaak afhankelijk zijn van kanalen, transporters of actieve transportmechanismen. Per stof en per membraancomponent (zoals lipiden, cholesterol en proteïnekanalen) varieert P sterk. Omgevingsfactoren zoals temperatuur en fysiologische toestand kunnen permeabiliteit verhogen of verlagen.

In geologie en milieuwetenschappen verwijst permeabiliteit naar het vermogen van een poreus gesteente of sediment om vloeistoffen te laten stromen, uitgedrukt in eenheden zoals darcy of meter per seconde, en afhankelijk van poriestructuur, tortuosity en vloeistofkenmerken. Het begrip is cruciaal voor voedingsopname, geneesmiddelafgifte en de werking van de bloed-hersenbarrière, evenals voor filtratie- en gasbarrière-technologie.