Кіріспе

Сұйықтың, газдың немесе будың қатты денеге енуі Физика мен инженерлік салада, имметация (сонымен қатар имбуинг деп аталады) - бұл қатты денеге өтуі арқылы сұйықтың (сусық, газ немесе бу сияқты сұйықтық). Ол тікелей пропиленттің концентрация градиентіне, материалдың ішкі өткізгіштігіне және материалдың массалық диффузивтігіне байланысты. Пермеация Фиктің диффузия заңдары сияқты теңдеулермен үлгіленеді және оны минипермеаметр сияқты құралдарды қолдану арқылы өлшеуге болады.

Сипаттама

Пермеация процесі молекулалардың диффузиясын, яғни мембрана немесе интерфейс арқылы өтетін молекулаларды қамтиды. Пермеация диффузия арқылы жұмыс істейді; пермеант интерфейс арқылы жоғары концентрациядан төмен концентрацияға ауысады. Материал жартылай өткізгіш мембранасы бар жартылай өткізгіш болуы мүмкін. Тек белгілі бір қасиеттері бар молекулалар немесе иондар ғана осындай мембрана арқылы диффузияға ұшырай алады. Бұл биологияда өте маңызды механизм, онда қан тамырлары ішіндегі сұйықтықтарды реттеу және бақылау қажет. Пермеация көптеген материалдар арқылы, соның ішінде металдар, керамика және полимерлер арқылы болуы мүмкін. Алайда металдардың өткізгіштігі олардың кристалдық құрылымы мен кедір-бұдырлығынан керамика мен полимерлерге қарағанда әлдеқайда төмен. Көптеген полимерлік қолданбаларда олардың жоғары өткізгіштігі үшін өткізгіштікті мұқият қарастыру керек. Сырғалақтық өзара әрекеттесу температурасына, сондай-ақ полимердің және өткізгіш компоненттің сипаттамаларына байланысты. Сорбция процесінде пермеант молекулалары интерфейсте сіңірілуі немесе сезілуі мүмкін. Материалдың өткізгіштігін белгілі бір материал арқылы зат өткізгіштігін өлшейтін көптеген әдістер арқылы өлшеуге болады. Диффузияға байланысты өткізгіштік SI бірліктерімен өлшенеді, бірақ Барерлер де жиі қолданылады. Диффузияға байланысты өткізгіштікті Дарсиде өлшенген, саңылаулы қатты денелердегі сұйықтық ағынына байланысты өткізгіштікті (жер ғылымдары) шатастыруға болмайды.

Қатынасты терминдер

Пермеант: қатты денеге сіңіп жатқан зат немесе түр, ион, молекула. Жартылай өткізгіштігі: Материалдың кейбір заттар үшін ғана өткізгіштігі, ал басқалары үшін өткізбейтіндігі. Сырғалақты өлшеу: белгілі бір зат үшін материалдың өткізгіштігін өлшеу әдісі.

Аббат Жан-Антоан Ноле (физик, 1700-1770 жж.)

Нолет шарап контейнерлерін шошқаның көк қуысымен жауып, су астында сақтап қалуға тырысты. Бірнеше минуттан кейін көк қабықша сыртқа қарай шығып кетті. Ол көк безді тесіп алғаннан кейін жоғары қысымның пайда болғанын байқады. Қызығып, ол тәжірибеді керісінше жүргізді: ыдысты суға толтырып, шарапқа құйды. Нәтижесінде көк безі ішкі жағына қарай көтеріліп кетті. Бұл эксперимент туралы оның жазбалары пермеация туралы алғашқы ғылыми сөз болып табылады (кейін ол жартылай пермеативтілік деп аталатын болады).

Томас Грэм (химик, 1805-1869)

Грэхам эксперименттік түрде газ диффузиясының молекулалық салмаққа тәуелділігін дәлелдеді, ол қазір Грэхам заңы деп аталады.

Ричард Баррер (1910-1996)

Барр қазіргі заманғы Барр өлшеу техникасын әзірледі және бірінші рет проникновение деңгейін өлшеу үшін ғылыми әдістерді қолданды.

Қолданбалар

Қаптама: Қаптаманың өткізгіштігі (материалдар, пломбалар, жабылулар және т.б.) Бұл препаратты таңбадағы заттардың сезімталдығына және сақталу мерзіміне сәйкес келтіру керек. Кейбір пакеттерде герметикалық тұйықтар болуы керек, ал басқалары (кейде) таңдамалы түрде өткізгіш болуы керек. Сондықтан дәл пропиленность деңгейі туралы білім өте маңызды. Түйіндер: Түйіндердің ауа қысымы мүмкіндігінше баяу төмендеуі керек. Жақсы дөңгелек газдың аз мөлшерде шығуына мүмкіндік беретін дөңгелек. Қауіпсіздікке ұшыраған кезде, шиналардың көп уақыт бойына пайда болатыны белгілі, сондықтан ең тиімді шиналарды жасау үшін қажетті газды шинадан құрайтын материалдың өткізгіштігін білу керек. Оқшаулағыш материал: Оқшаулағыш материалдың су буының өтуі маңызды, сондай-ақ өткізгішті коррозиядан қорғау үшін су асты кабельдері үшін. Отын жадырақтары: Автомобильдер атмосферада орналасқан сутегін және оттегін электр энергиясына айналдыратын полимерлік электролиттік мембраналы (ПЭМ) отын жадырақтарымен жабдықталған. Алайда, бұл элементтер тек 1,16 вольт электр қуатын ғана шығарады. Көлікті қуаттандыру үшін бірнеше элементтер үйіліп орналасады. Қорытынды энергияның шығыны жеке отын элементтерінің саны мен мөлшеріне байланысты. Термопластикалық және термоқақты құбырлар: Суды жоғары қысыммен тасымалдауға арналған құбырлар, егер құбырдың сыртқы бетіне құбыр қабырғасы арқылы судың сіңуі байқалса, жарамсыз деп саналуы мүмкін. Медициналық қолдану: Пермеацияны дәрі-дәрмектерді жеткізу кезінде медициналық салада да көруге болады. Полимерлік материалдан жасалған дәрілік жапсырмаларда ерігіштігінен тыс химиялық резервуар бар, содан кейін денеге байланыс арқылы беріледі. Химиялық зат организмге өздігінен түсу үшін концентрация градиентіне сәйкес полимер мембранасына еніп, диффузия болуы керек. Резервуардың аса ерігіштігіне байланысты препаратты тасымалдау жарылу және кідіру механизмі бойынша жүргізіледі. Пластырь терімен жанасқанда препараттың жоғары тасымалдау жылдамдығы байқалады, бірақ уақыт өткен сайын концентрация градиенті қалыптасады, яғни препаратты жеткізу тұрақты жылдамдықпен жүзеге асады. Бұл дәрі-дәрмектерді жеткізуде өте маңызды және Ocusert жүйесі сияқты жағдайларда қолданылады. Бірақ, керісінше жағдай медицина саласында да кездеседі. Ампулаларда инъекцияға арналған өте сезімтал дәрілік заттар болуы мүмкін, сондықтан қолданылатын материалдың дәрілік өнімге кез келген заттардың енуіне немесе оның булануына жол бермеуі өте маңызды. Бұл үшін ампулалар көбінесе шыныдан, ал сирек синтетикалық материалдардан жасалады. Техникалық қолдану: Галогендік шамдарды өндіру кезінде галоген газдарды өте тығыз капсулалау қажет. Алюминосиликатты шыны газды капсулалау үшін өте жақсы кедергі бола алады. Осылайша, электродқа көшу өте маңызды. Бірақ шыны корпус пен металдың жылулық кеңеюі сәйкес келгендіктен, ауысу жұмыс істейді.