permeabiliteten

Permeabiliteten är ett mått på hur lätt ett ämne passerar genom ett medium eller en barriär. Begreppet används inom flera discipliner, bland annat geologi, byggmaterialvetenskap, hydrologi och biologi. Inom cellbiologi beskriver den hur lätt ämnen korsar cellmembran och andra barriärer, medan den inom geovetenskap och materialvetenskap ofta handlar om hur vätskor och gaser rör sig genom porösa medier.

Typpermeabilitet och mått: I porösa medier mäts permeabilitet vanligtvis som hydraulisk konduktivitet eller permeabilitetskoefficient, ofta betecknat K eller k. I geovetenskap används Darcy-enheten (darcy) eller SI-enheten m/s för flödeskonduktivitet. Membranpermeabilitet används för att beskriva passage av ämnen genom biologiska eller artificiella membran, ofta som ett permeabilitetstal eller koefficient P.

Faktorer som påverkar permeabilitet inkluderar porstorlek och porernas sammanlänkning (till exempel tortuosity), temperatur, tryckskillnader, och kemisk interaktion mellan ämnet och mediet. Vid ökning av temperaturen ökar ofta permeabiliteten, eftersom molekyler flyttar sig snabbare och växter/kolonier minskar viskositet. I polymerer kan tvärbindning eller svällning av materialet starkt förändra permeabiliteten.

Mätmetoderna varierar: Inom geovetenskap används ofta konstant-huvud eller fallande-huvudmetoder för att bestämma permeabiliteten i jord eller sten. Inom biologi och medicin används diffusions- eller transportanalyser, till exempel Franz-diffusionskell eller patch-clamp i cellmembranstudier. Praktiska tillämpningar inkluderar vattenförsörjning och avloppsdesign, läkemedelsfrisättning, livsmedelsfiltrering och skydd mot gasläckage i byggnader.

Sammanfattningsvis är permeabiliteten central för att förstå och planera transport av vätskor, gaser och lösta ämnen i natur och teknik. Den kopplar samman materialegenskaper med transportfenomen och har stor betydelse inom forskning och tillämpning.