läpäisynopeutta

Läpäisynopeus on fysikaalinen suure, joka kuvaa sitä, miten nopeasti jokin aine, energia tai signaali läpäisee esteen tai materiaalin. Termiä käytetään useilla aloilla, kuten materiaalitieteessä, farmakologiassa, ympäristötieteissä ja geotekniikassa. Läpäisynopeuteen vaikuttavat sekä esteen ominaisuudet (porosity, tiheys, kemiallinen yhteensopivuus) että ajuri, kuten konsentraatio-ero, paine-ero tai sähkökenttä sekä lämpötila.

Yleisesti läpäisynopeus voidaan hahmottaa fluxin kautta. Diffuusion perusteella läpäisynopeus liittyy konseptiin, jossa virta J on proportionallinen konsentraatioeron ΔC avulla ja materiaalin ominaisuuksiin. Yksinkertaistetussa muodossa voidaan sanoa, että läpäisynopeus vastaa nimenomaan aineen kulkemisen nopeutta kohti vastarintaa vastaan; käytännössä tämä ilmenee termillä permeabiliteetti P, jolloin J = P ΔC. Eri sovelluksissa yksiköt voivat vaihdella; yleisesti käytetään massan tai molekyylien kulkua aikayksikössä.

Mittaus- ja laskentamenetelmät riippuvat kontekstista. Laboratoriossa käytetään esimerkiksi diffuusiokytkimiä (esim. Franzin diffuusioputkikokeet farmaseuttisissa kalvoissa) sekä infiltraatiokokeita, joissa mitataan ajassa tapahtuvaa läpäisynopeutta. Myös maaperätutkimuksessa ja rakennusmateriaalien testaamisessa voidaan suorittaa infiltraatio- ja läpäisykoekäyriä.

Keskeisiä tekijöitä ovat muun muassa esteen mikro- ja makrostruktuuri, lämpötila, paine, nesteen viskositeetti sekä tutkittavan aineen ja esteen väliset vuorovaikutukset. Läpäisynopeutta voidaan käyttää varten arvioimaan materiaalien suorituskykyä, turvallisuutta ja vaikutuksia ympäristöön.

Sovelluksia ovat lääkeaineiden kalvo- ja jakautumismuodot, ympäristötutkimukset sekä materiaalitekniikka, joissa tärkeää on kontrolloida ja optimoida läpäisynopeutta.