Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
Penetration of a liquid, gas, or vapor through a solid
In physics and engineering, permeation (also called imbuing) is the penetration of a permeate (a fluid such as a liquid, gas, or vapor) through a solid. It is directly related to the concentration gradient of the permeate, a material's intrinsic permeability, and the materials' mass diffusivity. Permeation is modeled by equations such as Fick's laws of diffusion, and can be measured using tools such as a minipermeameter.
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.
The process of permeation involves the diffusion of molecules, called the permeant, through a membrane or interface. Permeation works through diffusion; the permeant will move from high concentration to low concentration across the interface. A material can be semipermeable, with the presence of a semipermeable membrane. Only molecules or ions with certain properties will be able to diffuse across such a membrane. This is a very important mechanism in biology where fluids inside a blood vessel need to be regulated and controlled. Permeation can occur through most materials including metals, ceramics and polymers. However, the permeability of metals is much lower than that of ceramics and polymers due to their crystal structure and porosity. Permeation is something that must be considered carefully in many polymer applications, due to their high permeability. Permeability depends on the temperature of the interaction as well as the characteristics of both the polymer and the permeant component. Through the process of sorption, molecules of the permeant can be either absorbed or desorbed at the interface. The permeation of a material can be measured through numerous methods that quantify the permeability of a substance through a specific material. Permeability due to diffusion is measured in SI units of mol/(m・s・Pa) although Barrers are also commonly used. Permeability due to diffusion is not to be confused with Permeability (earth sciences) due to fluid flow in porous solids measured in Darcy.
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.
Permeant: The substance or species, ion, molecules permeating through the solid. Semipermeability: Property of a material to be permeable only for some substances and not for others. Permeation measurement: Method for the quantification of the permeability of a material for a specific substance.
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).
Nollet tried to seal wine containers with a pig's bladder and stored them under water. After a while the bladder bulged outwards. He noticed the high pressure that discharged after he pierced the bladder. Curious, he did the experiment the other way round: he filled the container with water and stored it in wine. The result was a bulging inwards of the bladder. His notes about this experiment are the first scientific mention of permeation (later it would be called semipermeability).
Томас Грэм (химик, 1805-1869)
Грэхам эксперименттік түрде газ диффузиясының молекулалық салмаққа тәуелділігін дәлелдеді, ол қазір Грэхам заңы деп аталады.
Graham experimentally proved the dependency of gas diffusion on molecular weight, which is now known as Graham's law.
Ричард Баррер (1910-1996)
Барр қазіргі заманғы Барр өлшеу техникасын әзірледі және бірінші рет проникновение деңгейін өлшеу үшін ғылыми әдістерді қолданды.
Barrer developed the modern Barrer measurement technique, and first used scientific methods for measuring permeation rates.
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.
Packaging: The permeability of the package (materials, seals, closures, etc.) needs to be matched with the sensitivity of the package contents and the specified shelf life. Some packages must have nearly hermetic seals while others can (and sometimes must) be selectively permeable. Knowledge about the exact permeation rates is therefore essential. Tires: Air pressure in tires should decrease as slowly as possible. A good tire is one that allows the least amount of gas to escape. Permeation will occur over time with the tires, so it is best to know the permeability of the material that will make up the tire with the desired gas to make the most efficient tires. Insulating material: Water vapour permeation of insulating material is important as well as for submarine cables to protect the conductor from corrosion. Fuel cells: Automobiles are equipped with Polymer Electrolyte Membrane (PEM) fuel cells to convert hydrogen fuel and oxygen found in the atmosphere to produce electricity. However, these cells only produce around 1.16 volts of electricity. In order to power a vehicle, multiple cells are arranged into a stack. A stack's power output depends on both the number and the size of the individual fuel cells. Thermoplastic and Thermosetting Piping: Pipes intended to transport water under high pressure can be considered as failed when there is a detectable permeation of water through the pipe wall to the outer surface of the pipe. Medical Uses: Permeation can also be seen in the medical field in drug delivery. Drug patches made up of polymer material contain a chemical reservoir that is loaded beyond its solubility, and then transferred to the body through contact. In order for the chemical to release itself into the body, it must permeate and diffuse through the polymer membrane, according to the concentration gradient. Due to the over solubility of the reservoir, transport of the drug follows the burst and lag mechanism. There is a high transfer rate of the drug when the patch makes contact with the skin, but as time increases a concentration gradient is established, meaning delivery of the drug settles to a constant rate. This is crucial in drug delivery and is used in cases such as the Ocusert System. But also the opposite case can be found in the medical field. As ampoules may contain highly sensitive pharmaceuticals for injection it is crucial that the used material prevents any kinds of substances to enter the pharmaceutical product or evaporate from it. For this, ampoules are often made from glass and less frequently from synthetic materials. Technical uses: At the production of Halogen Lamps, halogen gases have to be encapsulated very closely. Aluminosilicate glass can be the perfect barrier for the gas encapsulation. Hereby, the transition to the electrode is critical. But due to matching thermal expansions of the glass body and the metal, the transition is working.