koncentrációgrádienseinek

A koncentrációgrádiens (koncentrációgrádienseinek) kifejezés egy két régió között fennálló oldott anyag-koncentráció különbségére utal, amely a részecskék diffúziójának fő hajtóereje. Lényegét tekintve a gradient akkor alakul ki, amikor az egyes helyeken nem azonos a koncentráció, és ez a különbség idővel vagy térben változik.

A gradient kialakulhat természetes módon vagy külső tényezők hatására. A koncentrációgrádiensek mozgást váltanak ki a részecskék felé vagy ellenkező irányba, hogy közelítsenek a kifejezett egyensúlyhoz. A diffúzió mellett ozmózis, valamint különféle transzportmechanizmusok is kiépíthetik vagy fenntarthatják a gradientet. A membránokon keresztüli transzportnál különösen fontos a különbség a víz és oldott ionok vagy molekulák koncentrációja között.

Biológiában és kémiában a koncentrációgrádienseinek kulcsfontosságú szerepe van. Sejtmembránokon át lehetővé teszi tápanyagok felszívódását, illetve a salakanyagok eltávolítását, és hozzájárul az idegsejtek elektronegatív állapotához is az ionok Na+, K+ és Cl− gradientjeinek fenntartásával. A gradientek energia- és információforrásként szolgálnak, például sejtanyagcserében, párologtatásban vagy anyagtranszportban.

Mérhető és modellezhető: a koncentráció gyorsasága és eloszlása függ a diffúziós együtthatótól, a hőmérséklettől és a közvetítő környezet jellemzőitől. A Fick-törvényekkel és kapcsolódó egyenletekkel leírható a gradient hatása a fluxusokra és a rendszer közelítő egyensúlyára. Alkalmazások széles skálán: orvostudomány, farmakokinetika, környezettudomány, mikrofluidika és elektro-kémia.