Membran semipermeabel

Membran semipermeabel merupakan suatu jenis membran polimerik biologis atau sintetik, yang memungkinkan molekul atau ion tertentu untuk melewatinya dengan difusi—atau terkadang melalui proses khusus seperti difusi terfasilitasi, transpor pasif atau transpor aktif. Laju pelewatan molekul atau ion tersebut dipengaruhi oleh tekanan, konsentrasi, dan suhu dari molekul atau zat terlarut di kedua sisi, serta permeabilitas membran untuk masing-masing zat terlarut. Tergantung pada membran dan zat terlarut, permeabilitas mungkin bergantung pada ukuran, kelarutan, sifat fisik, atau kimia dari zat terlarut tersebut. Banyak material alami dan sintetik yang lebih tebal dari membran juga bersifat semipermeabel. Salah satu contohnya adalah film tipis di bagian dalam telur.
Perhatikan bahwa membran semipermeabel tidak sama dengan membran selektif permeabel. Membran semipermeabel menggambarkan membran yang memungkinkan beberapa partikel untuk melewatinya (berdasarkan ukuran), sedangkan membran selektif permeabel "memilih" apa yang dapat melewati membran tersebut (ukuran bukan merupakan faktor).

Membran biologis

Contoh membran semipermeabel biologis adalah lipida dwilapis, yang didasarkan pada membran plasma yang mengelilingi semua sel biologis. Sekelompok fosfolipida (terdiri dari kepala fosfat dan dua ekor asam lemak) ditata sedemikian rupa menjadi lapisan ganda, fosfolipida dwilapis adalah membran semipermeabel yang sangat spesifik dalam permeabilitasnya. Kepala hidrofilik fosfat berada di lapisan luar dan terpapar pada kandungan air di luar dan di dalam sel. Ekor hidrofobik adalah lapisan yang tersembunyi di bagian dalam membran. Fosfolipida dwilapis paling permeabel untuk zat terlarut kecil yang tidak bermuatan. Saluran protein mengapung melewati fosfolipid, dan, secara kolektif, model ini dikenal sebagai model mosaik cair.

Peran dalam komunikasi seluler

Membran semipermeabel berhubungan dengan komunikasi seluler. Membran sel terdiri dari protein dan fosfolipida. Molekul pemberi sinyal mengirim pesan kimia ke protein di membran sel. Molekul pemberi sinyal mengikat protein, yang mengubah protein. Pesan dikirim ke dalam sel dan tanggapan seluler tertentu dinyalakan atau diaktifkan.

Osmosis terbalik

Difusi air melalui membran selektif permeabel disebut sebagai osmosis. Membran ini memungkinkan hanya partikel-partikel tertentu untuk masuk termasuk air dan meninggalkan zat terlarut termasuk garam dan kontaminan lainnya. Dalam proses osmosis terbalik, membran komposit film tipis (TFC atau TFM) digunakan. Membran semipermeabel yang diproduksi terutama untuk digunakan dalam sistem pemurnian air atau desalinasi. Membran ini juga digunakan dalam aplikasi kimia seperti baterai dan sel bahan bakar. Pada dasarnya, bahan TFC adalah saringan molekuler yang dibangun dalam bentuk film dari dua atau lebih bahan berlapis. Prof. Sidney Loeb dan Srinivasa Sourirajan menemukan membran semipermeabel sintetis praktis pertama. Membran yang digunakan dalam osmosis terbalik secara umum terbuat dari poliamida, dipilih terutama untuk permeabilitasnya terhadap air dan impermeabilitas relatif terhadap berbagai kotoran terlarut termasuk ion garam dan molekul kecil lainnya yang tidak dapat disaring.

Jenis lain

Jenis membran semipermeabel lainnya adalah membran penukar kation (cation exchange membrane; CEM), membran muatan mosaik (charge mosaic membrane; CMM), membran bipolar (bipolar membrane; BPM), membran penukar anion (anion exchange membrane; AEM), membran penukar anion alkali (alkali anion exchange membrane; AAEM) dan membran penukar proton (proton exchange membrane; PEM).