Мембраны волокна полые

Полимерные мембраны по устройству можно разделить на три группы симметричные и асимметричные мембраны и полые волокна. [c.563]

В освоенных промышленностью обратноосмотических системах применяются только анизотропные ацетатцеллюлозные мембраны и полые волокна. При выполнении программы исследований по обессоливанию соленых вод было разработано небольшое число перспективных материалов для мембран. Среди таких мембран можно назвать мембраны, формируемые в динамическом режиме, мембраны иа графитизированных окислов, пористые стеклянные мембраны. Свойства мембран и описания технологии их изготовления приведены в работах /83-90/. [c.169]

При расчете приняты следующие допущения [17] исходный газовый поток подается на активный слой мембраны поток в пористом слое направлен перпендикулярно к поверхности мембраны сопротивлением пористой подложки можно пренебречь, т. е. падения давления в пористом слое не происходит перемешивание пермеата различного (по длине канала) состава в пористом слое не происходит перенос в пористом слое происходит преимущественно конвекцией коэффициенты проницаемости компонентов разделяемой смеси не зависят от давления и концентрации движение потока пермеата внутри волокна описывается уравнением Гагена — Пуазейля деформацией полого волокна под действием разности давлений можно пренебречь. [c.173]

Из приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что при низких значениях уг (модуль работает на исчерпывание целевого компонента) противоточная схема более выгодна и в отношении более высокой концентрации пермеата, и в отношении производительности модуля. При более высоких значениях Уг организация потоков в напорном и дренажном пространствах практически не влияет на эффективность работы модуля с асимметричными или композиционными мембранами (в том числе и в виде полых волокон). На рис. 5.14 представлены результаты расчетов модуля с полыми волокнами, причем расчет проведен как для симметричных (сплошных), так и для асимметричных волокон. Расчетные данные подтверждаются результатами экспериментов, проведенных на модуле с асимметричными полыми волокнами, особенно при малых значениях коэффициента деления потока 0. При больших значениях 0, равных 0,24—0,28, результаты экспериментов для прямо- и противотока не совпадают, что можно объяснить продольной (обратной) диффузией в пористом слое мембраны. [c.181]

Влияние продольной диффузии (молекулярной или кнудсеновской, в зависимости от размера пор) в порах подложки тем больше, чем больше проницаемость компонентов через селективный слой мембраны и коэффициент деления потока 0. При этом увеличивается (или уменьшается, в зависимости от организации потоков) разность между концентрациями распределяемого компонента на границе селективного и пористого слоев мембраны у и содержанием этого компонента внутри полого волокна Уа. При противотоке концентрация у на границе селек- [c.181]

Дренажи мембранных аппаратов. Эффективность всех рассмотренных конструкций, кроме аппаратов с полыми волокнами, в значительной степени зависит от материала дренажей, служащих для восприятия высокого давления и отвода фильтрата. К материалам дренажей предъявляются следующие требования 1) высокая пористость с целью возможно более полного использования рабочей площади прилегающих мембран и снижения гидравлического сопротивления в перпендикулярном и параллельном к плоскости мембраны направлениях 2) достаточная жесткость, т. е. способность воспринимать высокое давление в течение длительного времени, сохраняя приемлемые гидравлические характеристики 3) способность формоваться в тонкие листы и трубки 4) химическая стойкость в фильтрате и микробиологическая инертность 5) невысокая стоимость материала, занимающего до 50% объема аппарата (см. также стр. 273). [c.167]

Данная работа направлена на создание технологии производства асимметричных мембран в виде полого волокна с плотным селективным слоем для разделения газовых и жидких гомогенных систем. Рассматривается возможность создания мембран с взаимосвязанными показателями селективности мембраны и ее проницаемости. [c.165]

В настоящее время известны плоские и спирально скрученные мембраны, а также мембранные полые волокна. [c.489]

Мембраны — полые волокна — изготовляют наружным диаметром от 40 мкм до 2,5 мм и внутренним диаметром от 20 мкм до 1,5 мм. Толщина стенки полого волокна должна обеспечивать его прочность и устойчивость при действии внешнего или внутреннего давления. Несмотря на сравнительно большую неравномерность пор, полые волокна получили распространение в аппаратах для обратного осмоса и ультрафильтрации, так как обеспечивают огромную поверхность фильтрации в единице объема аппарата. [c.564]

Мембраны из пористого стекла изготовляют в виде пластин, пленок, трубок, капилляров, полого волокна их можно подвергать как тепловой, так и химической стерилизации. [c.320]

Мембранное разделение основано на свойстве селективной проницаемости отдельных компонентов газовой смеси через перегородку, называемую мембраной. Мембраны изготавливаются из различных полимерных материалов и представляют собой тонкие пленки на пористой подложке, либо полые волокна. [c.10]

Для регенерации ферментов из раствора как правило применяют ультрафильтрацию через плоские мембраны (батареи мембран) или через полые полупроницаемые волокна, отделяя таким образом низкомолекулярные продукты реакции от ферментов. Используют также способность целлюлолитических ферментов адсорбироваться на целлюлозе. В этом случае гидролизат пропускают через слой свежего сырья, ферменты адсорбируются на нем, в то время как в растворе остаются продукты реакции [1]. [c.192]

На некоторых промышленных предприятиях применяются разделители, содержащие мембраны в виде полых волокон малого диаметра. Некоторые из этих разделителей были разработаны специально для обессоливания морской воды /63 — 65/, однако часть конструкционных идей можно использовать также и в устройствах для разделения газов. Полые волокна служат разделительными барьерами вместо пластмассового рукава ипи плоских мембран. По форме разделители с мембранами в виде полых волокон подобны и-об-разным трубчатым теплообменникам, в которых один из концов труб замкнут. Один конец пучка волокон заливается эпоксидным компаундом, которому придают форму, соответствующую внутреннему диаметру отрезка трубы. Поток не проникшего через мембраны газа с высоким давлением, протекающий внутри разделителя и омывающий пучок волокон, направлен в сторону, противоположную потоку проникшего газа в отдельных волокнах. [c.350]

В последнее время широкое распространение получают мембраны в виде полого волокна. Они представляют собой полимерные трубки диаметром 50—200 мкм (отношение диаметра к толщине стенки равно 4—5), которые способны выдерживать большое давление и поэтому не требуют поддерживающих дренажных устройств. Такие волокна наматываются пучками вокруг центральной пористой трубы диаметром 120—220 мм и помещаются в напорный цилиндрический контейнер. Концы волокон закрепляются в пробке из эпоксидной смолы, образуя в торце камеру фильтрата, а концентрат солей отводится из корпуса контейнера (рис. 354). Плотность размещения мембран составляет 20 ООО м /м камеры. Установки с мембранами в виде полых волокон выпускает фирма Дюпон элемент установки длиной 1,2 м и диаметром 240 мм обеспечивает производительность до 33 м /сутки. [c.478]

Процесс регенерации обратным осмосом осуществляется при фильтровании влажного гликоля через мембраны — полые волокна с селективной проницаемостью для воды. По мере про [c.60]

Основные модификации ультрафильтрационных мембран — листовые и трубчатые элементы. Трубчатые мембраны разделяют на два класса полые волокна размером в свету 0,2—2 мм и трубы внутренним диаметром 5—25 мм. Листовые мембраны используют двух типов рамные и спиральные. [c.63]

Бь1ло установлено, что ни одна из перечисленных схем обработки не позволяла обеспечить стабильную работу установки с фильтрующими элементами, в которых были использованы плоские ацегилцеллюлоз-ные мембраны, полиамидные полые волокна и ацетилцеллюлозные мембраны типа спагетти . Удовлетворительные результаты были получены при использовании трубчатых фильтрующих элементов с ацетилцеллюлозными мембранами, обладающими начальной селективностью 94% и производительностью 750 л/(м -сут) при давлении 4 МПа. Для этого необходимо было поддерживать скорость транзитного потока [c.154]

На рис. 7.4 приведена схема электростанции, использующей искусственно создаваемое противодавление, для двух пар растворов— речная вода—морская вода и морская вода—концентрированный рассол. При использовании второй пары приходится применять дополнительный насос, обеспечивающий разбавление исходного концентрированного рассола. Здесь необходимо оговориться, что проект Лоуба рассчитан на использование градиента соленостей, который может быть получен при смешении вод Средиземного и Мертвого морей, что требует строительства примерно 40 км трубопровода. Схема может быть применена и для реализации потенциала соленостной энергии залежей ископаемой соли, В этом случае часть смешанного раствора может быть использована для ее растворения. Схема была исследована экспериментально. В качестве мембраны применены полые волокна из арома- [c.172]

Хотя и плоские мембраны, и полые волокна могут иметь одинаковые характеристики, процедура их приготовления различна. Поскольку полые волокна являются самоподдерживающимися, очень важны размеры волокна. Более того, фазовое разделение формовочного раствора происходит как со стороны отверстия внутри волокна, так и с его внешней стороны, в то время как при приготовлении плоских мембран, фазовый распад происходит только с одной стороны. Параметры прядения также очень вгьжны, так как они влияют на характеристику получающейся мембраны. Схема процесса сухомокрого прядения показана на рис. П1-6. [c.99]

Дисковые мембраны НОММ Полое волокно НОММ [c.359]

В настоящее время для выделения диоксида углерода из углеводородных смесей используются в основном ацетатцеллю-лозные асимметричные мембраны и полые волокна из поли-сульфона. Описанные установки комплектуются разделительными модулями на полых волокнах или разделителями со спиральными элементами. [c.106]

Ниже приведены сравнительные характеристики мембранных аппаратов конструкции НПО Криогенмаш (мембрана — асимметричная ПВТМС) и Монсанто (полые композиционные волокна на основе полисульфона и полиорганосилоксана) применительно к реализованному в СССР и США процессу извлечения водорода из газов синтеза аммиака [29, 30] [c.194]

Наи большее промышленное применение для выделения водорода получили установки фирмы Монсанто , разработанные и внедренные в 70—80-х годах [30, 31, 33—35] на основе мембраниого модуля с полыми волокнами Призм (рис. 8.4). Мембрана, применяемая в этих модулях, представляет собой асимметричное полое волокно на основе полисульфона, на внешнюю поверхность которого нанесен тонкий диффузионный слой из пол1иорганосило1ксана, обладающего высокой газопроницаемостью, но сравнительно низкой селективностью. [c.277]

Мембраны. Для селективного выделения СО2 и НгЗ из смесей газов, содержащих в основном метан, в промышленном масштабе опользуют только полимерные (асимметричные или композиционные, плоские или в виде полых волокон) мембраны. В табл. 8.8 представлены характеристики мембран, полученных из наиболее перспективных полимерных материалов, применяемых для этих целей (в том ч И Сле и для получения гелиевого концентрата). Как видно из таблицы, лучшим. комплексом свойств для выделения СО2 и НгЗ обладают плоские асимметричные мембраны из ацетата целлюлозы, ультратонкие (с толщиной селективного слоя до 200 А) мембраны из сополимера поликарбоната с полидиметилоилоксаном (МЕМ-079), а также полые волокна на основе ацетата целлюлозы и полые волокна из полисульфона с полиорганосилоксаном типа КМ Монсанто . Перспективным представляется использование для очистки газов от СО2 и НгЗ высокоселективной мембраны на основе блок-сополимера Серагель [56]. [c.286]

Высо-копроизводительные мембраны на основе полиоргано-силоксанов имеют сравнительно низкий фактор разделения, поэтому (кроме мембраны Р-11) широкого применения в мембранных аппаратах разделения воздуха не нашли. Исключение составляет композиционная мембрана в виде полых волокон Монсанто , в которой селективность разделения определяется материалом матрицы (полисульфон), в то время как сплошной слой (пол1иорганосилоксан) определяет производительность мембраны. Эта мембрана, как впрочем и другие в виде полых волокон (например, высокоселективная мембрана на основе поли-эфиримида), широкого промышленного применения в процессах разделения, целевым продуктом которых является обогащенный до 35—60% (об.) кислородом поток, пока не получила. Объясняется это, очевидно, высоким гидравлическим сопротивлением модулей с полыми волокнами. Однако в технологических процессах, протекающих при повышенных давлениях [например, при получении в качестве целевого продукта технического — до 95% (об.) — азота], использование аппаратов на основе полых волокон оказывается, учитывая высокую плотность упаковки, эффективным. [c.308]

Пермеат, получаемый при атмосферном давлении, с концентрацией кислорода 22—24% (об.) может быть использован для интенсифицирования сжигания топлива. Необходимо отметить, что аппараты с мембранами в виде полых волокон для целей получения технического азота весьма эффективны. Так, по данным Монсанто , себестоимость мембранного азота более чем в два раза ниже криогенного [96]. Мощность действующих устано вок на основе модулей на полых волокнах достигает 1540 м ч (нагрузка по исходному воздуху) [96] и 450 м ч обогащенного до 95% (об.) азота (мембрана — полые волокна из ацетата целлюлозы фирмы Доу Кемикл ) [38, 97, 98]. [c.313]

Для разделения радиоактивных благородных газов наибольшее распространение нашли полимерные мембраны в виде полых волонон, изготовленные из силиконового каучука (сплошная мембрана) или из ацетата целлюлозы (микропористое волокно), а также микропористая пленка из 4-фторэтилена— табл. 8.20, 8.21. Из табл. 8.21 видно, что селективные свойства [c.315]

Газовую смесь, содержащую радиоактивные криптон и ксенон в смеси с аргоном, после реактора направляют в ловушку, в которой уровень радиации, благодаря распаду короткоживущих изотопов, несколько снижается и газ охлаждается до обычной температуры. Далее смесь газов подают на мембранную установ1ку. Радиоактивные Кг и Хе, выделяющиеся в качестве пермеата в укрепляющей части каскада мембранных элементов (мембрана — полые волокна из силиконового каучука d ap=635 мкм, вн = 305 мкм), направляют на хранение в газгольдер, продолжительность хранения в котором определяется уровнем радиации. Сбросной поток возвращают в реактор, поэтому нет необходимости в исчерпывающей части каскада. [c.319]

ГТИ , который занимает промежуточное положение между аппаратами трубчатого типа и аппаратами с полыми волокнами. Пластмассо-libiii стержень диаметром 3—4 мм с продольными канавками 0,5x0,5 мм покрывают дренажной оплеткой — сеткой, на которую помещают полупроницаемую мембрану. Один конец стержня заглушают, а другой вставляют в трубную решетку и таким образом собирают пучок стержней (108— 241 штук) с поверхностью мембраны в одном модуле до 9 м . К достоинствам этого типа аппарата относятся компактность, механизированный способ получения элементов. Однако сборка модуля достаточно сложна, в нем трудно создать благоприятные гидродинамические условия для снижения концентрационной поляризации, так как раствор поступает в межстержневое пространство, имеющее большое сечение, что значительно упрощает конструкцию и облегчает эксплуатацию этих аппаратов. [c.166]

Для гемодиализа наибольшее распространение получили пористые мембраны из целлюлозы и ее производных. Кроме целлофана, пленки изготовляют из купрофана (гидратцеллюлозы, получаемой растворением природной целлюлозы в водном растворе аммиака с добавлением гидроксида меди). Как полые волокна, так [c.20]

По проницаемостям индивидуальных компонентов через асимметричные мембраны в виде полого волокна определены коэффициенты диффузии индивидуальных компонентов в полиэфирсульфоне при 308 К вода - 7-10 м /с, изопропанол - 0,22-Ю" м /с. Селективность диффузии, рассчитанная по индивидуальным компонентам равна 32. [c.166]

Мембранные методы очистки отличаются высокой производительностью и не требуют больших затрат электроэнергии, в связи с этим их применение для разделения микробных суспензий весьма перспективно. Поэтому на заключительном этапе работы мы оценили возможность использования ультрафильтрационной установки с полыми волокнами ВПУ-100-ПА для разделения автолизованной бактериальной суспензии была получена зависимость производительности мембраны oi логарифма концентрации микробных клеток в концентрате. Из полученной зависимости мы смогли определить концентрацию гелеобразования и максимально возможную степень концентрирования бактериальной суспензии. Результаты расчетов показали, что максимальная степень концентрирования равна 3, при этом конечная концентрация клеток в ультраконцентрате составляет 150 г/л, что совпадает с концентрацией клеток в сгу1ценной суспензии, получаемой на стадии сепарации. [c.226]

Обессоливание воды электродиализом и обратным осмосом не требует применения хим. реагентов и характеризуется существенно меньшими энергетич. затратами по сравнению с дистилляцией. При электродиализе используют селективные мембраны ионообменные, прн обратном осмосе-полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие растворенные минер, и орг. в-ва. Расход электроэнергии иа 1 м воды, обессоленной электродиализом, составляет 6-30 кВт-ч/м , обратным осмосом-1,5-15 кВт-ч/м . Электродиализом воду можно обессолить на 90%, обратным осмосом-на 98%. В установках обратного осмоса рабочее давление достигает 5-10 МПа, укладка мембран м. б. по типу фильтропресса, трубчатая, рулонная (спиральная и в виде полого волокна). См. также Мембранные процессы разделения. [c.398]

Разделение через мембраны. Б этом случае Г.р. реализуется благодаря разл. проницаемости компонентов газовой смеси через разделит, мембраны (пористые и непористые перегородки). Эффективность мембраны определяется ее уд. производительностью, т.е. кол-вом газа, прошедшего через пов-сть мембраны за соответствующее время. Аппараты для мембранного Г. р.-замкнутые объемы, разделенные мембранами на две полости. Движущая сила процесса-поддерживаемая постоянной разность парциальных давлений (или концентраций) газов по обе стороны мембраны. В зависимости от назначения мембраны изготовляют из разл. материалов (стекло, металлы, полимерные материалы), к-рым придают форму пластин, трубок, полых волокон, капилляров. Напр., для выделения Hj из продувочных газов произ-ва NH3 используют трубки из сплава Pd для тех же целей применяют полые волокна из полиариленсульфонов. Воздух, обогащенный О , получают с помощью пластин из поливинилтриметилсилана. Важная характеристика мембранных аппаратов-плотность упаковки мембраны, т.е. пов-сть мембраны, приходящаяся на единицу объема аппарата. Плотность упаковки мембран из полых волокон с наружным днам. 80-100 мкм и толщиной стенки 15-30 мкм составляет 20000 м /м , плоских мембран - 60-300 mVm . См. также Абсорбция, Адсорбция, Конденсация фракционная. Мембранные процессы разделения, Мембраны разделительные. Ректификация. [c.465]

Диализ-разделение растворенных в-в, различающихся мол массами Процесс основан на неодинаковых скоростях диффузии этих в-в через проницаемую мембрану, разделяющую конц и разб р-ры Под действием градиента концентрации растворенные в-ва с разными скоростями диффундируют через мембрану в сторону разб р-ра Скорость переноса в-в снижается вследствие диффузии р-рителя (обычно воды) в обратном направлении Для диализа используют, как правило, нитро- и ацетатцеллюлозные мембраны Площадь их пов-сти рассчитывается из ур-ния F = K FA /V, где V-кол-во пермеата, Дс-разность концентраций в-ва по обе стороны мембраны, т е движущая сила процесса, = (1/Pi + h/D + 1/Р2) -коэф массопередачи, или диализа, определяемый экспериментально, причем и Pj-соотв коэф скорости переноса в-ва в конц р-ре к перегородке н от нее в разб р-ре, 5-толщина мембраны, D - коэф диффузии растворенного в-ва Процесс используют в произ-ве искусственных волокон (отделение отжимной щелочи от гемицеллюлозы), ряда биохим. препаратов, для очистки р-ров биологически активных в-в Мембранные аппараты подразделяют на плоскокамерные, трубчатые, рулонные, с полыми волокнами, а также электродиализаторы (см выше) В плоскокамерных аппаратах (рис 3) разделительный элемент состоит из двух плоских [c.26]

МЕМБРАНЫ ЖЙДКИЕ, полупроницаемые жидкие пленки или слои, обеспечивающие селективный перенос в-в в процессе массообмена между жидкими и (или) газообразными фазами. Различают свободные, импрегнированные и эмульсионные М. ж. Свободные М. ж,-устойчивые в гравитац. поле слои жидкости, отличающиеся по плотности от разделяемых ими фаз, напр, слой орг. жидкости, расположенный под водными р-рами в обоих коленах и-образной трубки. Импрегнированные М. ж. представляют собой пропитанные жидкостью пористые пленки (полипропиленовые, полисуль-фоновые, политетрафторэтиленовые и др.) или волокна (полипропиленовые, полисульфоновые). Эмульсионные М. ж,-стабилизированные ПАВ жидкие слои, отделяющие капельную фазу от сплошной в эмульсиях типа вода-масло-вода нли масло-вода-масло. Толщина свободных М. ж., как правило, св. 1 мм, импрегнированных 10-500 мкм, эмульсионных 0,1-1,0 мкм. М. ж. могут быть одноко шонентными и многокомпонентными. Первые являются для проникающего через М. ж. в-ва лишь более или менее селективным р-рителем, осуществляют пассивный перенос. Многокомпонентные М. ж. обычно содержат хим. соединения-переносчики, растворенные в мембранной жидкости и способные избирательно связывать и переносить через мембрану диффундирующее в-во (индуцированный либо активный транспорт). Перенос в-в через М. ж. может протекать в режиме диализа и электродиализа (движущая сила процесса-градиент хим илн электрохим. потенциала по толщине мембраны, см. Мембранные процессы разделения ). [c.31]

Таким образом, разделение газовых смесей при помощи мембранных методов основывается на том, что проницаемости различных компонентов газовой смеси через мембрану оказываются различными. Для разделения применяются асимметричные и ком1Юзиционные мембраны, состоящие из тонкого селективного слоя и пористого субстрата (подлоткки). Как и для проведения жидкофазных процессов, для газового разделения применяются аппараты с плоскими мембранными элементами, с трубчатыми мембранными элементами, с рулонными мембранными элементами, а также аппараты с полыми волокнами. [c.46]

Благодаря высокой плотности укладки мембран метод с применением полых волокон может обеспечить в щюцессах разделения некоторые преимущества по сравнению с методами обратного осмоса с применением других мембран. Например, была разработана и прошла испытания в клинических условиях /80/ искусст венная почка, в которой использовались мембраны в виде полых волокон из регенерированной целлюлозы. Кроме того, поскольку выбор материала для мембран не ограничивается лишь теми, из которых можно изготовить анизотропную мембрану, полые волокна (например, найлоновые) могут быть совместимы с растворами, с которыми несовместима мембрана из ацетата целлюлозы. Например, задерживание Н3ВО3 найлоновьп 1и польаш волокнами возрастает с повышением pH /75/, что объясняется, видимо, хорошим задерживанием иона Н ВО - Задерживание при pH =11 доста-- [c.168]

Вследствие непрерывисто и быстрого совершенствования мембран и оборудования для обратного осмоса трудно дать точный экономический анализ этой технологии с какой-либо уверенностью, что он представит ценность и в будущем. Основная причина быстрых изменений в технологии обратного осмоса обусловлена наличием четырех основных типов оборудования, применяемого дпя его осуществления (плоскорамного, трубчатого, рулонного и с полыми волокнами конкурирующих между сэбой. Кроме того, конкурировать между собой могут также мембранные материалы (гл. 8). Площадь мембран, необходимая дпя получения заданной производительности, зависит от типа применяемого оборудования. Тип используемой мембраны значительно влияет на величину доли исходного раствора, выделяемой через мембрану в виде некоторого раствора, и на содержание в последнем растворенного вещества. Наконец, проводятся [c.197]

Аппараты с мембранами в виде полых волокон для процессов обратного осмоса и ультрафильтрации занимают особое место, так как имеют очень высокую плотность укладки полупроницаемых мембран, равную 20 000—ЗООООм /м - Это достигается использованием мембран в виде полых волокон малого диаметра (45—200 мкм) с толщиной стенки 10—50 мкм. Полые волокна-мембраны способны выдержать рабочее давление, равное десяткам мегапаскалей, поэтому аппараты с такими мембранами не требуют дренажных и поддерживающих устройств, что значительно снижает капитальные затраты, упрощает их сборку и эксплуатацию. [c.439]

За последние два года наша промышленность освоила выпуск ряда полимерных мембран с высокими удельными производительностями. Наиболее перспективными из них следует считать мембраны из иолых волокон, выпуск которых освоен научным про мышленным объединением Химволокно . Увеличенный в 90 раз срез пучка из этих волокон представлен на рис. 1. Исходная смесь в этом случае может подаваться со стороны внешней поверхности волокна, а концентрат собираться через внутренний диаметр. Аннараты с разделительными модулями из полых волокон занн-мают намного меньший объем, чем такие же аппараты рулонного или пакетного типа, что делает их экономически более пригодными для использования в промышленных масштабах. [c.210]

Теоретически потенциал покоя объясняется малой пропускной способностью мембраны, ограничивающей клетку, по отношению к ионам натрия, концентрация которых вне клетки значительно больше, чем внутри нее. С другой стороны, пропускная способность мембраны по отношению к ионам калия велика, так что внутри клетки находятся нреимущественно катионы калия. Нри раздражении клетки двойной электрический слой, образованный на ее мембране, частично разряжается, и значение потенциала покоя несколько уменьшается. Когда оно снижается более чем на 15—20 мв, пропускная способность мембраны по отношению к иоттям натрия ре.чко возрастает, и эти ионы устремляются внутрь клетки. При этом разность потенциалов между внутренней и внешней частью клетки продолн ает падать, а затем изменяет свой знак. Эта разность потенциалов получила название потенциала действия. После перезарядки клеточной мембраны, под действием электрического поля начинается переток ионов калия из клетки во внеклеточную жидкость. Этот поток больше, чем поток ионов натрия внутрь клетки, благодаря чему разность потенциалов в данном месте клеточной мембраны вновь достигает потенциала покоя. Однако кратковременной перезарядки мембраны достаточно для того, чтобы снизить потенциал покоя в соседних с ней участках, и там повторяется весь описанный процесс. В результате потенциал действия перемещается вдоль волокна нервной клетки, например от центральной нервной системы к мыш- [c.82]

Потенциал-зависимые натриевые каналы делают нервную клетху чувствительной к действию электрического поля и дают ей возможность проводить импульсы (потенциалы действия). Для того чтобы объяснить это, мы сначала познакомимся с последовательностью событий, происходящих при одновременном возбуждении всех участков клеточной мембраны. Затем мы рассмотрим, как возбуждение, возникшее на одном конце нервного волокна, распространяется по всей его длине. [c.85]

Передача электрических сигналов нервной клеткой основана на изменении мембранного потенциала в результате прохождения относительно небольшого числа ионов через мембранные каналы. Эти ионы перемещаются за счет энергии, большой запас которой создаежя благодаря работе Ыа К -АТРазного насоса, поддерживающего более низкую концентрацию N0 и более высокую концентрацию К внутри клетки по сравнению с наружной средой. В покоящемся нейроне каналы избирательной утечки К делают мембрану более проницаемой для калия, чем для других ионов, и поэтому мембранный потенциал покоя близок к равновесному потенциалу К, составляющему примерно - 70 мВ. Внезапная деполяризация мембраны изменяет ее проницаемость, так как при этом открываются потенциал-зависимые натриевые каналы. Но, если деполяризованное состояние поддерживается, эти каналы вскоре инактивируются. Под влиянием мембранного электрического поля отдельные каналы совершают резкий переход от одной из возможных конформаций к другой. Потенциал действия инициируется тогда, когда под влиянием короткого деполяризующего стимула открывается часть потенциал-зависимых натриевых каналов, что делает мембрану более проницаемой для Ыа и еще дальше смещает мембранный потенциал по направлению к равновесному натриевому потенциалу. В результате такой положительной обратной связи открывается еще больше натриевых каналов, и так продолжается до тех пор, пока не возникнет потенциал действия, подчиняющийся закону всё или ничего . Потенциал действия быстро исчезает вследствие инактивации натриевых каналов, а во многих нейронах также и открытия потенциал-зависимых калиевых каналов. Распространение потенциала действия (импульса) по нервному волокну зависит от кабельных свойств этого волокна. Когда при импульсе мембрана на некотором участке деполяризуется, ток, проходящий здесь через натриевые каналы, деполяризует соседние участки мембраны, где в свою очередь возникают потенциалы действия. Во многих аксонах позвоночных высокая скорость и эффективность проведения импульсов достигается благодаря изоляции поверхности аксона миелиновой оболочкой, оставляющей открытыми лишь небольшие участки возбудимой мембраны. [c.92]