Что такое мембранная одежда. Мембраны - это что такое? Биологическая мембрана: функции и строение

Одним из самых популярных материалов, производимых с применением инновационных технологий, является мембранная ткань, в повседневной речи именуемая мембраной. Одежда из нее не только оберегает от дождя, но и пропускает пар, гарантируя максимальный комфорт своему владельцу. Последнему достаточно выбрать наиболее подходящий вид мембранной ткани, уделив должное внимание описанию характеристик рассматриваемого материала.

Что это такое?

Описываемая ткань представляет собой материал синтетического происхождения, относящийся к категории многослойных. Благодаря своим свойствам мембранные изделия эффективно отталкивают влагу снаружи и в то же время не препятствуют выходу испарений, накапливающихся в пододежном пространстве. Внешний слой такой ткани выполняет не только эстетическую, но и защитную функцию, тогда как внутренний характеризуется мягкостью, способствующей удобству ношения (в некоторых случаях его может заменять подкладка).

Что касается самой мембраны, то она располагается между упомянутыми выше слоями. Данная составляющая ткани является тонкой пленкой, выполненной из высокомолекулярных соединений и нанесенной на основной материал. В России описываемую ткань производят на основании ГОСТ 28486-90, требованиям которого она должна соответствовать в полной мере.

Состав

Как уже упоминалось ранее, мембрана является важным компонентом рассматриваемого материала, но не единственной его составляющей. В качестве основы последнего чаще всего выступает синтетика (к примеру, полиэстер), к которой «припаивается» данная пленка.

На сегодняшний день для изготовления мембранных тканей используются несколько материалов.

• Тефлон. Имеет микроскопические поры, эффективно препятствующие проникновению внешней и способствующие испарению внутренней влаги. Главный недостаток – постепенное засорение.

• Полиуретан. Ключевая особенность – максимальная водостойкость. Основным недочетом полиуретановых изделий является сравнительно медленное испарение влаги, накапливаемой в пододежном пространстве.

• Полиэстер. Главные достоинства данного материала – устойчивость к износу и высокая прочность, благодаря которым его можно использовать на протяжении многих лет. Кроме того, полиэстер приятен на ощупь и отлично держит форму.

Также для решения описываемой задачи применяют хлопок, в первую очередь примечательный своей способностью удерживать тепло, и бамбук, способный похвастать прочностью и гипоаллергенностью.

Достойны упоминания и комбинированные материалы: благодаря наличию защитного слоя они сводят к минимуму вероятность засорения мембраны и продлевают срок ее эксплуатации.

Свойства

Существует два основных качества мембранных тканей – водостойкость и паропроницаемость. Первая обеспечивает защиту от внешней влаги (например, дождя): чем выше ее значение, тем дольше человек будет чувствовать себя сухим. Необходимо учитывать, что мембрана может отталкивать воду на протяжении определенного времени, по истечении которого последняя начинает проникать в пододежное пространство. Этим описываемая ткань отличается от полиэтилена и прорезиненных материалов, совершенно не пропускающих воду, но и не способных обеспечить воздухообмен, оптимальный для человека.

Что касается паропроницаемости, то она определяет, насколько «дышащей» является мембрана. Чем выше данное значение, тем более комфортным будет ношение одежды из данного материала при значительных физических нагрузках.

Как и в случае с водостойкостью, паропроницаемость мембранной ткани имеет свои пределы, а потому может не справляться со своими обязанностями, если потоотделение будет чрезмерно интенсивным.

Заслуживают внимания и другие плюсы рассматриваемого материала, а именно:

• максимальное удобство ношения, исключающее скованность движений;
• универсальность, благодаря которой изделия из мембранной ткани подходят не только для взрослых, но и для детей;
• хорошая защита от сильного ветра;
• относительная легкость удаления загрязнений.

Отдельно стоит упомянуть о недостатках, перечень которых выглядит так:

• высокая стоимость изделий (при условии, что они соответствуют установленным стандартам качества);
• использование искусственных составляющих, не устраивающее сторонников натуральных материалов;
• не самая высокая устойчивость к износу, конкретное значение которой зависит от категории мембранной ткани.

Помимо этого, за описываемым материалом достаточно сложно ухаживать, о чем будет подробно рассказано далее.

Многие полагают, что мембранная ткань хорошо согревает, но это не так. Выводя лишнюю влагу наружу, она снижает риск охлаждения тела, однако при низких температурах под ней должно быть два слоя теплой одежды.

Виды и их характеристики

В зависимости от особенностей своего строения, мембранные полотна делятся на 3 категории.

• Пористая. Второе название – гидрофобная. Благодаря наличию микропор она гарантирует эффективное выведение влажного воздуха из пододежного пространства наружу. При этом данная ткань задерживает воду, обеспечивая своему владельцу ощущение сухости в течение длительного отрезка времени. Заметным недочетом материалов рассматриваемой категории является засорение пор, степень которого зависит от условий эксплуатации изделия.

• Непористая. Данная разновидность, также именуемая гидрофильной, характеризуется отсутствием микроскопических отверстий в мембранной прослойке. С выведением влажных паров наружу она справляется благодаря диффузии, предполагающей их плавную транспортировку от внутреннего слоя ткани к внешнему. Учитывая длительность этого процесса, владелец изделия может испытывать определенный дискомфорт (ему будет казаться, что одежда промокла).

Эффективность применения непористой ткани особенно снижается при условии, что влажность снаружи чересчур высока.

• Комбинированная. Такие материалы органично сочетают достоинства двух рассмотренных выше категорий. Их изготовление предусматривает использование гидрофобной мембраны, на которую наносится сравнительно тонкий слой полиуретана. Минус у полотен комбинированной категории только один – высокая стоимость.

Также в зависимости от конструкции мембранной ткани выделяют 3 другие ее разновидности, каждая из которых обладает своими примечательными характеристиками.

Двухслойные

В данном случае мембрана имеет только внешнюю защиту, а потому предполагает использование дополнительной подкладки (как правило, сетчатой). Отсутствие последней приводит к неминуемому засорению и механическому повреждению материала, а потому является недопустимым.

Такие изделия, маркируемые как «2L», могут похвалиться небольшой массой и хорошей паропроницаемостью. Кроме того, двухслойные мембранные ткани применяются в одежде, внутренняя поверхность которой имеет утепляющий слой.

Трехслойные

Описываемая разновидность маркируется как «3L» и предусматривает более надежную, двухстороннюю защиту мембраны. Благодаря данной особенности, последняя обладает повышенной устойчивостью к износу, что является очевидным ее преимуществом. Рассматриваемый материал выглядит как ткань, изнаночная сторона которой покрыта мелкой сеткой.

Несмотря на свои очевидные преимущества, трехслойная разновидность имеет один существенный недостаток – дороговизну. Учитывая данное обстоятельство, такую ткань используют относительно редко – в основном для изготовления профессионального снаряжения.

С подкладкой из трикотажа

Этот вид мембранной ткани, также называемый «2,5L», во многом напоминает двухслойный, но не предполагает использование стандартной подкладки. Вместо последней применяется слой вспененного трикотажа, обеспечивающий защиту мембраны от механических воздействий и засорения.

Главные плюсы данного материала – компактность и легкость. Отдельного внимания заслуживает то, что эти преимущества не умаляют другие достоинства мембранной ткани.

Как отличить от обычной ткани?

Существует несколько основных способов, позволяющих отличить мембранную ткань от обычной. Чтобы купить изделие с интересующими свойствами и свести к минимуму вероятность приобретения подделки, клиенту достаточно придерживаться следующих рекомендаций.

• Наиболее простое решение – посещение магазинов, реализующих продукцию проверенных брендов.
• Цена изделия, выполненного из мембранной ткани, не может быть низкой. Это объясняется сложностью изготовления данного материала, предполагающего использование передовых технологий.
• Зачастую наименование рассматриваемой продукции содержит буквосочетание «-tex» (к примеру, «Sympatex» или «Gore-Tex»).
• Продукция многих популярных брендов продается по лицензии. Если продавец не торгует подделками, он должен иметь всю разрешительную документацию.

Кроме того, покупатель может проверить водостойкость изделия дома, используя обыкновенный душ. Что касается дышащих свойств, то для их определения необходима емкость с горячей водой, расположенная под тканью, и стекло, которым последняя накрывается.

Если материал является мембранным, он будет пропускать пар, результатом чего станет запотевание стеклянной поверхности.

Где применяется?

Практика показывает, что использование мембранных тканей оправдано в самых разных ситуациях, требующих оптимального воздухообмена и эффективной защиты от высокой влажности. Такие материалы особенно ценят любители зимних видов спорта, туризма, альпинизма, охоты, рыбалки и многих других увлечений, предусматривающих значительные физические нагрузки. Помимо этого, мембранные ткани подходят для изготовления детской одежды – курток, костюмов и комбинезонов.

Также стоит упомянуть о нежелательности повседневного использования изделий из рассматриваемого материала. Данное обстоятельство объясняется тремя основными причинами – высокой стоимостью такой продукции, относительной сложностью ухода за ней и необходимостью ношения дополнительного слоя теплой одежды.

Правила выбора

Перед тем как приобрести одежду из мембранной ткани, покупателю нужно учитывать условия, в которых она будет эксплуатироваться. Следуя данной рекомендации, можно обзавестись именно тем изделием, которое оптимально соответствует поставленным перед ним задачам.

Выбирая подходящий товар, покупателю необходимо обращать внимание на два ключевых параметра – уже упоминавшиеся ранее водостойкость и паропроницаемость (например, 7000/7000). Ориентировочные значения первой перечислены далее:

• 3000 – незначительные осадки, длящиеся сравнительно недолго;
• 5000-7000 – дождь, имеющий среднюю интенсивность;
• 10000-15000 – сильный и продолжительный ливень;
• 20000 – шторм (изделия с такой водостойкостью предназначены для яхтсменов и любителей экстремального отдыха).

Для выбора изделия с подходящей паропроницаемостью покупателю стоит воспользоваться следующим списком:

• 3000 – невысокий уровень физической активности (обычная ходьба);
• 5000-7000 – медленное движение по местности со сложным рельефом или бег трусцой;
• 10000-15000 – максимальная физическая активность (лыжный спорт).

Могут встречаться и несколько иные трактовки, незначительно отличающиеся от приведенных выше.

Для того чтобы одежда из мембранной ткани радовала своих владельцев как можно дольше, последним стоит уделять должное внимание уходу за ней, предусматривающему ряд важных нюансов. Стирка таких изделий предполагает определенные особенности.

• Невозможность использования обычных моющих средств. Это объясняется тем, что стиральный порошок засоряет поры мембраны, заметно снижая паропроницаемость ткани. Такой же эффект наблюдается после применения отбеливателей и кондиционеров.
• Средства для стирки, содержащие хлор, действуют на мембранные материалы диаметрально противоположным образом. Они не забивают поры, а увеличивают их, повышая паропроницаемость и ухудшая водостойкость ткани. Таким образом, от использования подобных средств тоже придется отказаться.
• Чтобы сохранить особенные свойства мембранного материала, его нельзя стирать в машине. По этой же причине специалисты не советуют замачивать и отжимать такие ткани.

Если вы видите на улице малыша в тоненькой на вид курточке и легких ботиночках в весеннюю переменчивую погоду, не спешите обвинять родителей в невнимательности к здоровью ребенка или в желании закалить его до уровня моржа. Скорее всего, на нем мембранная обувь и одежда, которые позволяют чувствовать себя тепло и комфортно в самую холодную погоду, и при этом не превращают ребенка в кочан капусты.

Чем так покорила родителей по всему миру мембранная технология в изготовлении детской одежды и обуви? Давайте разбираться!

1.Что такое мембрана и для чего она нужна?

Мембранные технологии в изготовлении одежды и обуви первоначально применялись в спорте, где необходимо обеспечивать легкость, удобство и воздухопроницаемость экипировки для спортсменов. Позже эти технологии стали использовать и для повседневной одежды для детей и взрослых.

Мембрана представляет собой пористый материал, помещаемый между внешним и внутренним слоями обуви или одежды. Поры мембраны настолько малы, что не позволяют влаге, холоду или ветру проникать внутрь, и при этом дают возможность выводить влагу в виде пара при потении. Таким образом, под мембранной одеждой создается комфортный для организма микроклимат, сочетающий защиту от внешних факторов и постоянный воздухообмен.

Качественную мембранную одежду и обувь изготавливают с использованием широко известных мембран, запатентованных производителями (Gore-Tex®, SympaТex®), также производители детской мембранной одежды применяют собственные разработки и технологии. Например, у торговой марки Skandia - это мембранный материал Skandiatex, у Alyaska - Antex & Alaskatex.

Мембранная одежда и обувь - это многослойные вещи, в которых помимо мембраны защиту от внешних факторов обеспечивают дополнительные внутренние и внешние слои. Например, наружный слой обычно пропитывают водоотталкивающим составом или ламинируют специальными средствами, а внутренние слои сочетают натуральные (например, шерстяные) и синтетические волокна для комфорта и долговечности в носке.

Кроме того, производители как правило заботятся о таких мелочах, как наличие светоотражающих деталей на детской мембранной одежде, вшивают безопасные для детей молнии, которые не прижмут кожу при застегивании, и обеспечивают дополнительную защиту рукавов от холодного воздуха текстильными манжетами. В детской мембранной обуви обычно применяются удобные застежки, чтобы малыш мог самостоятельно обуваться, а также нескользящая гибкая подошва для большей безопасности в гололед и усиленные пятка и носок, чтобы максимально продлить срок носки обуви.

Поскольку изначально мембранная одежда и обувь создавалась для спортсменов и оптимально проявляет свои свойства при активной физической нагрузке, детские мембранные вещи предназначены в первую очередь для тех, кто много двигается. Это не значит, что обязательно нужно быть в постоянном активном движении, чтобы получить максимальный эффект от ношения мембранной одежды, но малышам, которые на прогулках большей частью сидят в коляске, такая одежда или обувь все же не слишком подходит.

Мембранная одежда оптимально подходит для температурного диапазона от нуля до минус 15-20 градусов. Однако и на улице, и в помещении ребенок будет чувствовать себя комфортно, не будет как мерзнуть, так и потеть.

3.Как и с чем носить мембранную обувь и одежду?

Производители рекомендуют надевать ботинки или сапоги с мембраной на носок или колготки, в состав которых не должно входить более 10-20 % хлопка или шерсти, либо на термо-носок. Это связано со свойством натуральных тканей впитывать пот и не отдавать его, а мембранная обувь хороша тем, что позволяет ногам не потеть, выводя молекулы пара во внешнюю среду. Поэтому лучше отдавать предпочтение чулочно-носочным изделиям с преобладанием в составе искусственных материалов.

В отношении мембранной одежды стоит руководствоваться правилом трехслойности: первый слой - это термобельё, либо белье, которое, как и в случае с мембранной обувью, должно содержать минимум натуральных материалов. Второй слой - легкая, например, флисовая байка или кофта. Третий слой - непосредственно мембранная куртка или комбинезон.

4.Как отличить качественную мембранную одежду и обувь? Что нужно проверить при покупке?

За комфорт, легкость и удобство, которыми славятся мембранная обувь и одежда, придется хорошо заплатить. Качественные мембранные детские вещи не могут стоить дешево, поэтому низкая цена на мембранную обувь или одежду должна насторожить. В таком случае есть вероятность купить вещь, которая не прослужит долго и не принесет ожидаемого результата.

При покупке мембранной обуви для ребенка стоит обратить внимание на качество подошвы. Она должна быть гибкой и эластичной, тогда такая обувь прослужит долго. При выборе подходящего размера обуви с мембраной нужно учитывать, что максимальный эффект от ее носки достигается при наличии свободного пространства внутри ботинок. То есть оптимальным размером обуви будет запас в 1 см между носом обуви и кончиками пальцев ноги.

Покупая детскую мембранную одежду, обратите внимание на качество швов. в качественной одежде швы дополнительно проклеиваются для большего водоотталкивающего эффекта.

5.Как ухаживать за мембранной одеждой и обувью?

Поскольку вещи, изготовленные по мембранной технологии, стоят недешево, необходимо позаботиться об их сохранности в первоначальном виде. Тем более, что свойства мембранной одежды или обуви в полной мере проявляются лишь при сохранении целостности мембраны и соблюдении условий носки.

Обязательными условиями для сохранения защитных свойств мембранной обуви являются чистота и сухость. Не смотря на то, что производители дополнительно обрабатывают верхний слой защитными средствами, рекомендуется дополнительно пропитать мембранную обувь специальными составами, особенно в городских условиях, где на ботинки агрессивно воздействуют вода, грязь и соль.

После прогулки необходимо обязательно почистить и протереть обувь, а затем хорошенько ее просушить. Однако мембранную обувь нельзя сушить возле батареи или обогревателя, поскольку это может разрушить мембрану. Оптимальный вариант - сушить при комнатной температуре, предварительно плотно набивая газетами.

Мембранную одежду желательно стирать как можно реже, чтобы водооталкивающие пропитки, во многих случаях DWR (Durable Water Reppelence), нанесенные на верхний слой одежды, не вымывались. При незначительных загрязнениях лучше дождаться, пока пятно подсохнет, и стряхнуть грязь щеткой или протереть влажной губкой, не втирая грязь в ткань. Если необходимо часто стирать одежду, лучше позаботиться о дополнительной защите верхних слоев, используя после стирки специальные составы в виде спреев (например, английская компания NikWax известна линейкой водооталкивающих спреев для обработки мембранной одежды).

Мембранные материалы не выносят температуру стирки выше 40 градусов, и тем более кипячение. Агрессивные химикаты (пятновыводители, растворители, стиральные порошки со специальными добавками) могут разрушительно действовать на мембрану, а также нарушить герметичность проклеенных швов одежды.

Производители не рекомендуют гладить мембранную одежду. Однако в случае необходимости можно использовать самую низкую температуру и обеспечить минимальное соприкосновение утюга с материалом, чтобы не успела нагреться мембрана.

6.Какие компании представлены у нас в стране? Где можно купить мембранную одежду и обувь в Беларуси?

Детская одежда и обувь с мембраной в широком ассортименте представлена в магазинах высокотехнологичной одежды и обуви из Финляндии для детей и подростков SuomiKids. Компания является официальным представителем в Беларуси финских производителей Reima, Kerry.

Также мембрана есть в коллекциях чешской торговой марки Alpine Pro, немецкой компании Jack Wolfskin. Компании предлагают зимние и демисезонные комбинезоны, брюки и куртки.

В Беларуси мембранную обувь также можно найти в коллекциях таких производителей обуви для всей семьи как Ecco (используется мембрана Gore-Tex®), Alaska Original (собственная разработка - мембрана Antex & Alaskatex), большой выбор детской мембранной обуви предлагает торговая марка «Котофей» и «BARTEK».Чтобы приобрести мембранную одежду или обувь в Беларуси, рекомендуем ознакомиться с ассортиментом в отечественных интернет-магазинах, где представлены практически все перечисленные торговые марки. Там же есть информация, в каких магазинах или торговых центрах можно примерить и купить понравившуюся модель.

Подводя итог…

…отметим, что качественная мембранная одежда и обувь подходит в первую очередь активным детям, обойдется недешево и требует особого ухода, но при этом комфортна, легка и отлично подходит для прогулок в условиях нашего климата с быстрой сменой погодных условий.

Ольга Бобко

Виды мембраны

Существуют несколько видов мембранной ткани: поровая, беспоровая, комбинированная.

Как работают поровые мембраны? Вода, попадая на мембранную одежду, не может в нее проникнуть, так как поры у ткани слишком малы. Соответственно, ткань снаружи не промокает. Возникает справедливый вопрос: «Как быть с потовыми выделениями?». Они свободно выводятся наружу с внутренней части мембранной ткани.

Стоит отметить, что такая мембрана, как и любой дышащий организм, относительно быстро «умирает». Например, при выборе неправильного режима стирки поры мембраны забиваются, что приводит к снижению дышащих свойств одежды и потере непромокаемости.

В беспоровых же мембранах испарения попадают на внутреннюю часть мембраны и посредствам активной диффузии быстро переходят на наружную сторону мембранной одежды. За такими мембранами не нужен особенный уход, и они способны радовать вас не один год. Однако стоит сказать, что у некоторых счастливых обладателей такой одежды из-за испарения порой присутствует ощущение, что ткань все же промокает. Но это не так!

Идеальнее всего считается ткань с комбинированной мембраной, которая с внутренней стороны покрыта поровой мембранной. Однако есть у этой волшебной одежды и существенный минус - ее высокая цена.

Про особые отношения с мембранной обувью…

Стоит подчеркнуть, что ждать идеально сухой обуви после пробежки по лужам или сугробам не стоит. Так как мембрана защищает от воды не ботинки, а ножки ребенка. Вода остается блокированной внутри ткани, и самым разумным решением в данном случае будет, естественно, правильная сушка.

Важно знать, что отвод пара в теплую и сухую погоду будет быстрее, чем в мокрую и сырую. Поэтому будьте готовы к тому, что в очень дождливый осенний день после прогулки ножки у ребенка могут быть недостаточно сухие - разница между внутренним микроклиматом и внешними условиями оказалась недостаточно велика и скорость отвода пара уменьшилась. Но если ребенок бегает, температура и влажность внутри ботинок нарастают и все сильнее «выталкивают» влагу. Отсюда напрашивается вывод, что такую обувь не рекомендуется покупать малышам, которые еще мало двигаются или вовсе сидят в коляске.

Чтобы мембрана «дышала», нужно следить за состоянием обуви - покрытый грязью верхний текстильный слой блокирует испарения. Помогут в уходе за такой обувью специальные спреи, которые не только повысят водоотталкивающие свойства ткани, но и защитят ее от загрязнения.

Что говорят главные эксперты?

Неплохо было бы спросить совета у мам, которые уже имеют в гардеробе ребенка такую одежду или обувь. Где наибольшая вероятность встретить мам и пап в солнечный день? Правильно, на детской площадке! Из одиннадцати мам у двоих оказался опыт «общения» с такой одеждой и у одной мамы - с обувью.

Лена, мама 4-летней Лизочки:

«Признаться, когда покупали первый раз мембранную куртку - сомневались в ее волшебных свойствах, она показалась нам тогда тонковатой. Мы даже подстраховались и купили еще курточку на пуху, на всякий случай. Но так и не надели. Мембрану же носили в 0 градусов на майку, а в -20 - на баечку. Немало важно, что грязь на такой одежде удаляется обычной салфеткой. А это значит, что можно спокойно покупать любимые светлые оттенки и не переживать, что в сад за ребенком придется ходить с запасной курткой: стыдно идти домой, а тем более зайти в магазин, в гости в чумазой одежде.»

Ира, мама Максима и Влада, 3 года и 7 лет:

«Мембранный комбинезон - это просто находка! Помните, как укутывали нас мамы и бабушки в коричневые шубы, а поверх еще завязывали платок. Тут уж на санки трудно было сесть, не говоря уже взобраться на горку. А самому раздеться вообще не представлялось возможным. А мембранный комбинезон - легкий, удобный, теплый, красивый. Сын ездит в нем на горке постоянно. Ребенок ни разу не вспотел. Мне даже кажется, что мы болеть меньше стали, как купили свой любимый салатовый комбинезон. Одним словом, я довольна покупкой!»

Марина, мама 4-летнего Егора:

«У нас кроссовки с мембраной. Носим уже второй сезон. Ребенку нравится. Я довольна. Ноги всегда сухие, не зависимо от температуры на улице. В отличие от обуви из кожи, ребенок никогда не жалуется на холод в ногах. Внешний вид до сих пор не потеряли, думаю, еще и второму ребенку удастся поносить. Тем более, что цвет вполне универсальный. Да, по цене - дороже обычной обуви, но оно того стоит.»

Ольга Гаель

Слово мембрана имеет ряд значений, однако в общем смысле данный термин означает тонкую гибкую перегородку, перепонку или пластинку, которая может выполнять различные функции. В этой статье расскажем, что такое мембрана с точки зрения биологии и техники.

Мембрана в биологии

Мембрана (или клеточная мембрана) - это эластичная молекулярная структура, роль которой заключается в защите клетки от окружающей среды. Клеточная мембрана обеспечивает ее целостность, а также отвечает за обменные процессы между средой и клеткой.

Мембрана клетки состоит из белков и липидов, имеет толщину порядка 7 нм. Каждый "кирпичик" мембраны отвечает за определенную функцию данного клеточного органа. Липиды в мембране представлены тремя видами - фосфолипиды, гликолипиды и холестерол.

Фосфолипиды и гликолипиды формируют гидрофобную и гидрофильную секции (гидрофобные участки направлены внутрь клетки, а гидрофильные — наружу), которые регулируют процесс обмена водой и подобных ей молекул между клеткой и окружающей средой. Холестерол придает мембране жесткость.

Белки, составляющие мембрану, могут выполнять многие функции, например, имеются белки-транспортеры, которые помогают необходимым веществам попасть в клетку.

Мембрана в технике

Предохранительная мембрана входит в состав мембранного предохранительного устройства, задача которого - обеспечить необходимый сброс парогазовой смеси при определенном давлении. Такие устройства применяются в качестве предохранителей технологического оборудования, трубопроводов и т.п.

При наличии опасных перегрузок мембрана разрывается, обеспечивая необходимую "разрядку", и сохраняет при этом целостность дорогостоящей и сложной технической системы.

Больше интересных понятий ищите в разделе .

Мембрана - это, пожалуй, главный материал в туризме, который больше остальных вызывает жаркие споры. Вероятнее всего так происходит потому, что это слово применяется во многих других сферах: от космонавтики до медицины, - и возникает небольшая путаница. Но в нашем случае мембрана – это материал, который призван защищать туристов и путешественников от внешних погодных условий и при этом выводить испарения из внутренней части изделия наружу, или попросту “Дышать”. Слово “дышать” мы постараемся реже применять, так как именно из-за его неверного толкования, мембрана обросла множеством заблуждений.

Проще всего представить, что такое мембрана, можно следующим образом: возьмите самый обычный кусок полиэтилена и сделайте в нём тоненькой иголкой с десяток дырок, - вот и всё! У нас в руках простейшая мембрана. Как и у любой мембраны, у нашей есть две основные характеристики: водостойкость и паропроницаемость, и понять что к чему довольно-таки просто. Оденем дырявый полиэтилен на колбу с водой. Переворачивая колбу и наблюдая за тем, протечет ли насквозь вода, мы будем выяснять водостойкость нашей мембраны. А если воду в колбе вскипятить и наблюдать сколько пара выйдет сквозь дырочки – мы измерим паропроницаемость.

Такой простой пример позволяет нам уяснить следующее: Мембрана – это такой же материал, как и базовые ткани, только с другой структурой и химическим составом. То есть, в ней нет каких-то механических клапанов открывающихся для пота и закрывающихся снаружи от дождя (многим покажется это смешным, но, проработав много лет в магазине, уверяю вас, это еще не самая экзотическая версия). И второе, немаловажное: у мембраны настоящей, как и у нашего куска полиэтилена, нет стороны, - она работает в обе стороны одинаково! Это значит, что капля пота изнутри также не пройдёт сквозь куртку, как капля дождя не пройдёт снаружи. В тоже время водяной пар из окружающей атмосферы может точно также пройти сквозь мембранную штормовку, как испарения от тела выходят свозь неё наружу.

Думаю, я написал достаточно, чтобы понять, что мембрана- это не волшебная субстанция, магически защищающая вас от непогоды и в миг выводящая излишнюю влагу наружу. А теперь, вполне закономерно, встаёт вопрос: «Работает ли вообще мембрана, и нужна ли она нам?» Ответ однозначный – работает, и да, с ней гораздо комфортнее! Вы ведь не думаете, что миллионы долларов потраченные при разработке сотен видов мембран ушли на иголки и полиэтилен? Уверен, что нет, поэтому дальше будем говорить только о современных технологиях.

Характеристики мембраны

Как я уже писал выше, мембраны характеризуют двумя основными показателями: водостойкость и паропроницаемость. Разберём их подробнее.

Водостойкость - это высота столба воды, который мембрана выдержит, не промокнув. Измеряется в миллиметрах, либо применяют другую единицу измерения - PSI (Pounds per Square Inch – фунт веса на квадратный дюйм). Считается, что все материалы с показателем PSI свыше 25 – водонепроницаемы, а показатель от 1 до 24 PSI говорит о водостойкости материалов. С этой характеристикой мы уже знакомились в первой статье о базовых материалах.

А главное для нас: чем выше данный показатель, тем лучше. Только если вы не занимаетесь экстремальным туризмом, вряд ли вам стоит переплачивать за палатку с мембранной тканью в 20 000 мм.

Паропроницаемость . Если смысл этой характеристики хорошо понятен, то в цифрах и измерениях можно запутаться, а этим с удовольствием пользуются недобросовестные производители, указывая огромное число, обозначающее порой печальные результаты тестирования.

Общая суть всех тестов сводится к измерению следующего показателя: количество воды в граммах, которое испарится с квадратного метра ткани за 24 часа (г/м2/24ч). Показатель именуется аббревиатурой MVTR (moisture vapor transmission rate – скорость передачи паров влаги). А вот то, как получают этот показатель тема для отдельной статьи, в которую мы не станем углубляться (для тех, кто хочет это сделать, рекомендую статью, опубликованную на сайте производителя одежды – Sivera). Если говорить коротко, то всё множество тестов, так или иначе, проводится в лабораториях, при определённых условиях, сильно отличающихся от реальной эксплуатации. А самое неприятное для конечного потребителя то, что результатом одного из тестов может стать внушительное число, не отражающее сути. Это значение напишут на этикетке, и нам с вами останется только довериться производителю. Однако, стоит сказать, что наиболее универсальным методом считается тест с маркировкой MVTR B2.

Обобщая описанное выше, хочется сказать, что к показателям паропроницаемости на этикетках изделий не стоит относиться слишком критично. Лучше больше узнайте о назначении приобретаемого снаряжения и старайтесь выбирать только товары хорошо зарекомендовавших себя фирм - производителей. Остерегайтесь подделок, их очень много, в особенности самых известных брендов в роде The North Face или Marmot. Мембрана – это технологически сложная вещь и она физически не может дёшево стоить, если это не полиэтилен с дырками конечно.

Слои мембраны

Сама по себе мембрана - это очень хрупкий и тонкий лист материала, который в конечном продукте должен быть обязательно нанесён на другой материал. Бывает, что мембрану в жидком виде наносят на основу, - в таком случае говорят о мембранном покрытии. Способ, при котором лист готовой мембраны прикрепляют к материалу, даёт новое название – ламинат.

Выделяют три основных типа конструкции мембраны:

Двухслойная , при которой мембрана защищена только снаружи - маркируется как 2L. Такой способ хорош для экономии веса и высокой паропроницаемости, тем не менее внутреннюю часть всё равно защищают подкладкой, чаще всего из сетки. Также её используют в одежде с внутренним утепляющим слоем.

Два с половиной слоя – 2.5L. Как и в первом случае, у материала два слоя, но на внутреннюю часть дополнительно наносят защитный слой из нетканого материала. Изделия из таких мембран очень лёгкие и компактные.

Трёхслойная конструкция или 3L,предполагает защиту мембраны тканью с обеих сторон. Основной плюс такого сэндвича - в максимальной износостойкости мембраны.

Практически всегда верхний слой любой из конструкций покрывают влагоотталкивающими покрытиями или DWR .

Виды мембран

Гидрофобные или поровые мембраны . Если снова взять наш кусок полиэтилена, то его как раз можно классифицировать как “поровая мембрана”. То есть материал имеет миллионы микроскопических пор, сквозь которые проходят молекулы пара, но не проходят капли воды. Только настоящую гидрофобную мембрану делают не как мы, из полиэтилена, а из тефлона или полиуретана. Однако эти самые поры со временем засоряются и материал значительно теряет свои дышащие свойства. К тому же, большинство поровых мембран малоэластичны, то есть “стрэйчевых” костюмов из неё найти проблематично.

Гидрофильные или беспоровые мембраны. Данный тип материала уже не имеет открытых пор, сквозь которые проходил бы пар; вместо этого ткань впитывает в себя влагу и транспортирует её на противоположную сторону. И тут стоит вспомнить, что у мембраны как таковой нет внутренней и наружной стороны,- она одинакова, и в ней нет стрелочек, указывающих влаге направление в котором нужно двигаться. Транспортировка молекул воды происходит благодаря так называемому градиенту влажности. То есть влага от тела, попадая на внутренний слой одежды, начинает впитываться в ткань, переходит от слоя к слою на противоположную сторону и, попадая на внешнюю часть изделия, испаряется. Если влажность снаружи очень высокая, то эффективность влаговыведения такой мембраны значительно снижается. Химический состав чаще всего полиуретан или полиэфир.

Комбинированные мембраны. Вероятно, пытаясь избавиться от недостатков поровых и беспоровых мембран, производители придумали совмещать их: то есть на слой гидрофобной мембраны накладывают сплошной слой полиуретана. Этот слой гораздо тоньше, чем у классических беспоровых тканей и он призван защитить более хрупкую структуру порового верхнего слоя.

Какую мембрану выбрать?

Однозначного ответа как всегда нет. Каждый вид мембраны подойдёт под определённые условия, поэтому давайте выделим основные плюсы и минусы трёх типов мембран.

Поровые

+

• высокая эффективность пароотведения в условиях повышенной влажности и при низких температурах.
• хорошие “дышащие” свойства
• отличные показатели водостойкости

-

• малая эластичность
• легко загрязняется
• требует особого ухода

Беспоровые

+

• отличные “дышащие” свойства
• неприхотливость
• эластичность
• хорошие показатели водостойкости

-

• плохо работают в условиях высокой влажности и при низких температурах.

Комбинированные

Имеют те же достоинства, что и предыдущие, но и недостатки беспорового слоя тоже есть, хоть и гораздо в меньшей степени за счёт более тонкого слоя полиуретана.

О фирмах

На первый взгляд, кажется, что производителей просто нереальное количество, так как список названий огромен. Но на деле же оказывается, что качественные мембраны производят не так много компаний. Дело в том, что многие торговые марки изготавливающие одежду заказывают одинаковые по сути мембраны и придумывают им свои названия. К примеру, широко рекламируемая мембрана Teaxapore немецкой фирмы JackWolfskin не что иное, как давно известная ткань Entrant японской фирмы Toray, они же тесно сотрудничают с американской фирмой Marmot и производит мембрану Marmot MemBrain.

Говоря о фирмах изготавливающих мембрану невозможно не сказать про Gore-tex, а правильнее «W. L. Gore & Associates», потому-что Gor-tex это лишь одна из тканей, которые они производят. Да, и у Gor-tex есть ещё с десяток артикулов с различными характеристиками. Кстати именно Gore-tex первыми применили технологию комбинированной мембраны, тем самым на долгие годы закрепили себя в качестве лидера индустрии.

Ещё одна интересная мембрана – это eVent. Её особенность в том, что это хоть и поровая по типу мембрана, но её волокна покрыты полиуретаном; в то время как у того же Gore-tex полиуретан нанесён сплошным слоем на основную плёнку. Это значительно увеличивает дышащие свойства ткани. eVent довольно-таки дорогой материал и, к тому же, есть сложности с проклейкой швов на изделиях из этой мембраны, в итоге цена на конечный продукт достаточно высока.

Можно долго углубляться в названия и применяемые технологи, только, как мне кажется, реальные качества изделий из мембранной ткани получится узнать лишь на личном опыте. Очень много факторов влияют на поведение мембраны в разных условиях, и что идеально подходит одному человеку, совершенно не понравится другому. С опытом вы уже сами поймете, на какие моменты обращать больше внимания, а на что можно закрыть глаза. Для первых же покупок я, как всегда, советую прислушиваться к описаниям и советам самих производителей одежды и снаряжения. Поверьте, они делают очень большую работу по проектированию и созданию моделей и всё это для нас с вами. Безусловно их цель заработок, но уважающие себя бренды в первую очередь нацелены на долгосрочную дружбу с нами, поэтому не бойтесь доверять тем, чья профессия создавать комфортные условия в самых жёстких и непредсказуемых ситуациях.

В заключении

Мембрана – это отличная вещь, с которой ваши увлечения станут гораздо комфортнее! Только не стоит забывать о том, что это не магическая оболочка. Потеет человек в любом случае- это естественный процесс,- мембрана только помогает испарять эту влагу наружу. И, в тоже время, много часов под проливным ливнем выдержит не каждая мембранная штормовка. Зато это будут гораздо более комфортные часы, чем если бы вы поднимались в гору в резиновом, абсолютно водонепроницаемом плаще. Многие скептики будут вас отговаривать с криками нет ничего круче брезентухи, я же уговариваю вас попробовать и не быть скептичным, а попытаться понять свои ощущения и сложить собственное мнение о мембране.

Надеюсь эта статья будет вам полезна, ну а в следующей, речь пойдёт об утеплителях . Больше вам путешествий и до новых встреч!

Клеточная мембрана также называется плазматической (или цитоплазматической) мембраной и плазмалеммой. Данная структура не только отделяет внутреннее содержимое клетки от внешней среды, но также входит с состав большинства клеточных органелл и ядра, в свою очередь отделяя их от гиалоплазмы (цитозоля) - вязко-жидкой части цитоплазмы. Договоримся называть цитоплазматической мембраной ту, которая отделяет содержимое клетки от внешней среды. Остальными терминами обозначать все мембраны.

Строение клеточной мембраны

В основе строения клеточной (биологической) мембраны лежит двойной слой липидов (жиров). Формирование такого слоя связано с особенностями их молекул. Липиды не растворяются в воде, а по-своему в ней конденсируются. Одна часть отдельно взятой молекулы липида представляет собой полярную головку (она притягивается водой, т. е. гидрофильна), а другая - пару длинных неполярных хвостов (эта часть молекулы отталкивается от воды, т. е. гидрофобна). Такое строение молекул заставляет их «прятать» хвосты от воды и поворачивать к воде свои полярные головки.

В результате образуется двойной липидный слой, в котором неполярные хвосты находятся внутри (обращены друг к другу), а полярные головки обращены наружу (к внешней среде и цитоплазме). Поверхность такой мембраны гидрофильна, а внутри она гидрофобна.

В клеточных мембранах среди липидов преобладают фосфолипиды (относятся к сложным липидам). Их головки содержат остаток фосфорной кислоты. Кроме фосфолипидов есть гликолипиды (липиды + углеводы) и холестерол (относится к стеролам). Последний придает мембране жесткость, размещаясь в ее толще между хвостами остальных липидов (холестерол полностью гидрофобный).

За счет электростатического взаимодействия, к заряженным головкам липидов присоединяются некоторые молекулы белков, которые становятся поверхностными мембранными белками. Другие белки взаимодействуют с неполярными хвостами, частично погружаются в двойной слой или пронизывают его насквозь.

Таким образом, клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов, поверхностных (периферических), погруженных (полуинтегральных) и пронизывающих (интегральных) белков . Кроме того, некоторые белки и липиды с внешней стороны мембраны связаны с углеводными цепями.

Это жидкостно-мозаичная модель строения мембраны была выдвинута в 70-х годах XX века. До этого предполагалась бутербродная модель строения, согласно которой липидный бислой находится внутри, а с внутренней и наружной стороны мембрана покрыта сплошными слоями поверхностных белков. Однако накопление экспериментальных данных опровергло эту гипотезу.

Толщина мембран у разных клеток составляет около 8 нм. Мембраны (даже разные стороны одной) отличаются между собой по процентному соотношению различных видов липидов, белков, ферментативной активности и др. Какие-то мембраны более жидкие и более проницаемые, другие более плотные.

Разрывы клеточной мембраны легко сливаются из-за физико-химических особенностей липидного бислоя. В плоскости мембраны липиды и белки (если только они не закреплены цитоскелетом) перемещаются.

Функции клеточной мембраны

Большинство погруженных в клеточную мембрану белков выполняют ферментативную функцию (являются ферментами). Часто (особенно в мембранах органоидов клетки) ферменты располагаются в определенной последовательности так, что продукты реакции, катализируемые одним ферментом, переходят ко второму, затем третьему и т. д. Образуется конвейер, который стабилизируют поверхностные белки, т. к. не дают ферментам плавать вдоль липидного бислоя.

Клеточная мембрана выполняет отграничивающую (барьерную) от окружающей среды и в то же время транспортную функции. Можно сказать, это ее самое главное назначение. Цитоплазматическая мембрана, обладая прочностью и избирательной проницаемостью, поддерживает постоянство внутреннего состава клетки (ее гомеостаз и целостность).

При этом транспорт веществ происходит различными способами. Транспорт по градиенту концентрации предполагает передвижение веществ из области с их большей концентрацией в область с меньшей (диффузия). Так, например, диффундируют газы (CO 2 , O 2).

Бывает также транспорт против градиента концентрации, но с затратой энергии.

Транспорт бывает пассивным и облегченным (когда ему помогает какой-нибудь переносчик). Пассивная диффузия через клеточную мембрану возможна для жирорастворимых веществ.

Есть особые белки, делающие мембраны проницаемыми для сахаров и других водорастворимых веществ. Такие переносчики соединяются с транспортируемыми молекулами и протаскивают их через мембрану. Так переносится глюкоза внутрь эритроцитов.

Пронизывающие белки, объединяясь, могут образовывать пору для перемещения некоторых веществ через мембрану. Такие переносчики не перемещаются, а образуют в мембране канал и работают аналогично ферментам, связывая определенное вещество. Перенос осуществляется благодаря изменению конформации белка, благодаря чему в мембране образуются каналы. Пример - натрий-калиевый насос.

Транспортная функция клеточной мембраны эукариот также реализуется за счет эндоцитоза (и экзоцитоза). Благодаря этим механизмам в клетку (и из нее) попадают крупные молекулы биополимеров, даже целые клетки. Эндо- и экзоцитоз характерны не для всех клеток эукариот (у прокариот его вообще нет). Так эндоцитоз наблюдается у простейших и низших беспозвоночны; у млекопитающих лейкоциты и макрофаги поглощают вредные вещества и бактерии, т. е. эндоцитоз выполняет защитную функцию для организма.

Эндоцитоз делится на фагоцитоз (цитоплазма обволакивает крупные частицы) и пиноцитоз (захват капелек жидкости с растворенными в ней веществами). Механизм этих процессов приблизительно одинаков. Поглощаемые вещества на поверхности клеток окружаются мембраной. Образуется пузырек (фагоцитарный или пиноцитарный), который затем перемещается внутрь клетки.

Экзоцитоз - это выведение цитоплазматической мембраной веществ из клетки (гормонов, полисахаридов, белков, жиров и др.). Данные вещества заключаются в мембранные пузырьки, которые подходят к клеточной мембране. Обе мембраны сливаются и содержимое оказывается за пределами клетки.

Цитоплазматическая мембрана выполняет рецепторную функцию. Для этого на ее внешней стороне располагаются структуры, способные распознавать химический или физический раздражитель. Часть пронизывающих плазмалемму белков с наружней стороны соединены с полисахаридными цепочками (образуя гликопротеиды). Это своеобразные молекулярные рецепторы, улавливающие гормоны. Когда конкретный гормон связывается со своим рецептором, то изменяет его структуру. Это в свою очередь запускает механизм клеточного ответа. При этом могут открываться каналы, и в клетку могут начать поступать определенные вещества или выводиться из нее.

Рецепторная функция клеточных мембран хорошо изучена на основе действия гормона инсулина. При связывании инсулина с его рецептором-гликопротеидом происходит активация каталитической внутриклеточной части этого белка (фермента аденилатциклазы). Фермент синтезирует из АТФ циклическую АМФ. Уже она активирует или подавляет различные ферменты клеточного метаболизма.

Рецепторная функция цитоплазматической мембраны также включает распознавание соседних однотипных клеток. Такие клетки прикрепляются друг к другу различными межклеточными контактами.

В тканях с помощью межклеточных контактов клетки могут обмениваться между собой информацией с помощью специально синтезируемых низкомолекулярных веществ. Одним из примеров подобного взаимодействия является контактное торможение, когда клетки прекращают рост, получив информацию, что свободное пространство занято.

Межклеточные контакты бывают простыми (мембраны разных клеток прилегают друг к другу), замковыми (впячивания мембраны одной клетки в другую), десмосомы (когда мембраны соединены пучками поперечных волокон, проникающих в цитоплазму). Кроме того, есть вариант межклеточных контактов за счет медиаторов (посредников) - синапсы. В них сигнал передается не только химическим, но и электрическим способом. Синапсами передаются сигналы между нервными клетками, а также от нервных к мышечным.