Мембранная ткань – это инновационный материал с избирательной проницаемостью. Обладает повышенными защитными свойствами. Используется для производства детской, спортивной одежды, экипировки приверженцев активного зимнего отдыха, представителей экстремальных профессий.

Зачем нужны мембранные ткани?

Мембранные ткани: образцы

Слово «мембрана» имеет древнее происхождение и означает «перепонка». В давние времена оно применялось в обыденном и биологическом смыслах. По мере развития науки термин обрел физическое, химическое, техническое значение. Сейчас мембранные технологии используются в легкой промышленности для производства одежды.

Одна из главных функций одежды – защитная. Раньше для защиты от дождя применяли резиновую обувь, полиэтиленовые плащи, накидки из других . От дождя, снега, ветра эти материалы некоторый период времени защищали хорошо. Долго в непромокаемых изделиях, изготовленных по старым технологиям, находиться невозможно.

Тело человека в среднем за сутки выделяет более полулитра влаги, которая накапливается на одежде изнутри, если нет выхода наружу. При активных движениях объем выделяющегося пота может достигать полутора литров.

Введение мембран в состав защитных тканей позволяет выводить пары воды, не допуская при этом попадание внутрь влаги, ветра, дождя, снега.

Строение и механизм действия мембран

Простейшим примером мембранного изделия является целлофановый пакет (не путать с полиэтиленовым). Если в целлофановый пакет налить, например, пересоленный раствор белка и подвесить его в емкость с чистой водой, то через некоторое время соль проникнет через поры целлофана в воду. Целлофан избирательно пропускает маленькие молекулы наружу, большие задерживает внутри, молекулы воды извне в пакет не просачиваются.

Принцип действия мембранной ткани

Подобным образом работает мембранный слой в тканях. Он пропускает маленькие молекулы наружу, не запуская ничего внутрь.

Мембраны, применяемые в легкой промышленности, принято делить на поровые (содержащие поры) и беспоровые (якобы не содержащие поры). Деление это условно, но широко распространено. Целесообразно его использовать.

• Мембраны с порами – это полимерные тонкие прослойки с очень маленькими отверстиями, через которые молекулы газообразной воды (пара) изнутри просочиться могут, а капли туда не помещаются. Напомним курс школы: в капле молекулы воды «слипаются» - находятся в виде ассоциированных групп. В парообразном состоянии молекулы воды одиноки, расстояние между ними не позволяет объединиться. Американская компания Gore-TeX делает из тефлона мембранные ткани, на 1 см 2 которых имеется около полутора миллиардов микроотверстий – пор.
• Мембраны без пор действуют иначе. Они также содержат множество микроячеек со сложной, извилистой формой, напоминающей структуру губки. Пар от кожи всасывается в ячейки, напитывает мембрану, превращается в конденсированную влагу и за счет разницы парциального давления (это понятие тоже из школьных курсов) выделяется наружу. Такой принцип выделения возможен потому, что внутри паров больше, чем снаружи. Если гипотетически владелец одежды попадет в ней в сауну или другое помещение с очень высокой влажностью, влага таким же образом поступит внутрь.

В некоторых материалах разные мембраны сочетают, снаружи укладывают слой без пор, внутри – с порами. Ткань эффективная, но дорогая.

Сравнение условий пользования

• Все мембранные ткани выводят пары из области повышенного давления в зону пониженного давления (как говорят специалисты по градиенту значений).
• При высокой влажности лучше выводят пары наружу мембраны с порами, особенно при наличии на одежде вентиляции. Мембраны без пор эффективны при относительно сухом воздушном окружении. Если влажность высока или открыта вентиляция, такая мембрана будет работать плохо.
• При низких температурах лучше работает мембрана с порами. При отрицательных температурах материала беспоровые мембраны просто замерзают.
• Мембрана с порами может засориться при неправильном уходе или ношении. Беспоровые мембранные ткани прочны, служат долго.

Основные характеристики

Мембранные ткани предназначены для защиты от непогоды и создания чувства комфорта носителям. Функции обосновывают важность основных показателей.

• Водонепроницаемость. При больших давлениях столба воды протекать начнет любая ткань. Для успешной эксплуатации важны значения максимально переносимых воздействий. Одежда, предназначенная для жестких условий, должна выдерживать давление от 20 000 мм водяного столба и выше. Значение в 10000 мм приемлемо для обычных условий дождливой погоды.
• Паропроницаемость характеризует массу пара в граммах, которую может вывести 1 м 2 материала в заданную единицу времени (обычно 24 часа). Часто встречающийся минимум паропроницаемости составляет 3000 г/м 2 , максимум – от 10000 г/м 2 . Иногда это свойство оценивают по способности сопротивляться транспортировке пара (RET). Если этот показатель равен 0, ткань полностью пропускает весь пар, при значении 30 – пропускание пара практически исключено.

Мембрана не выполняет утепляющие функции. Она сберегает от дождя, ветра, снега, обеспечивает «дыхание» телу, способствует обеспечению тепловых комфортных ощущений.

Структура тканей

Конструктивно мембранные ткани отличаются по исполнению.

• В двухслойных тканях мембрана зафиксирована с внутренней стороны полотна. Дополнительно она закрыта подкладкой, предохраняющей от повреждений, засорений.
• В трехслойных тканях воедино склеены: наружный слой, мембрана, внутренняя сетка. Необходимость в подкладочном слое отпадает. Материал очень удобный, стоит дороже.
• В некоторых модификациях на внутреннюю поверхность двухслойной ткани напылением нанесено специальное защитное покрытие.
• Существуют виды мембранных тканей с водоотталкивающим слоем (DWR), нанесенным сверху. Покрытие со временем может смываться. Оно легко восстанавливается специальными средствами.

Ведущие производители

Мембранная ткань в одежде

Самой авторитетной, исторически первой компанией-производителем мембранных тканей является Gore-TeX. Она делала одежду для астронавтов. Затем было предложено несколько видов продукции горнолыжникам, альпинистам, горным туристам.

Сравнима по качеству одежда с мембранами Triple-Point, Sympatex, ULTREX. Материал добротный, выпускается в нескольких модификациях. Цена высокая, соответствует свойствам изделий.

Доступную цену имеет продукция с мембранами Ceplex, Fine-Tex. Она рассчитана максимум на 2 сезона активного ношения, после истечения которых материал может начать немного пропускать воду.

Покупая одежду из мембранных тканей, обратите внимание на информацию о проклейке швов. В некоторых разновидностях проклеены абсолютно все швы, в других – только основные. Для ношения в городе достаточно проклеивания основных швов. Для занятий активными видами спорта, возможно, лучше выбрать изделия со всеми укрепленными швами. Выбор за потенциальным владельцем одежды.

Правила ухода за мембранными тканями

Материал специфичен по составу и структуре. Обычные приемы стирки к данной группе изделий применять не следует.

• Стирать ткань с мембранным слоем можно в машине, используя щадящий режим и мягкие специальные средства.
• Отжимать в машине нельзя.
• Сдавать в химчистку нельзя.
• Гладить нет необходимости, делать это не нужно.
• При желании можно стирать вручную.
• Можно оставить вещь в произвольном расправленном состоянии, чтобы с нее стекала вода.
• Ткань очень мало пачкается. После ношения, высыхания ее можно слегка почистить обычной щеткой.

Ткани с мембранными материалами позволяют чувствовать себя защищенным в любую непогоду при максимально активных видах деятельности.

(от лат. membrana - кожица, перепонка) в акустике, гибкая тонкая плёнка, приведённая внеш. силами в состояние натяжения и обладающая вследствие этого упругостью. От М. следует отличать пластинку, к-рой зависит от её материала и толщины. Примеры М.- кожа, натянутая на барабане, тонкая металлич. фольга, играющая роль подвижной обкладки конденсаторного микрофона. Собств. М. представляются системами стоячих волн с той или иной картиной узловых линий, к-рые разделяют части М., колеблющиеся с противоположными фазами (рис.); внеш. контур, по к-рому зажимается М., всегда является узловой линией, если закрепление таково, что отсутствует смещение, перпендикулярное плоскости М. Разл. системам стоячих волн соответствуют разл. частоты колебаний, совокупность к-рых определяет дискр. собств. частот М. Вынужденные колебания М. под действием сосредоточенных или распределённых периодич. внеш. сил происходят с частотой внеш. воздействия; при её совпадении с одной из собств. частот М. имеет место .

Форма нек-рых собств. колебаний мембраны: а - прямоугольной; б - круглой. Стрелками указаны узловые линии; i, k - номера гармоник.

Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1983 .

(от лат. membrana - кожица, перепонка) - гибкая тонкая плёнка, приведённая внеш. силами в состояние натяжения и обладающая вследствие этого упругостью. M. относится к двумерным колебат. системам с распределёнными параметрами. Упругость M. зависит только от её материала и натяжения в отличие от пластинка, упругость к-рой определяется её материалом и толщиной. Отличит, особенность M.- необходимость её закрепления по внеш. контуру. Примерами M. являются кожа, натянутая на барабан, тонкая металлич. фольга, играющая роль подвижной обкладки конденсаторного микрофона, и др.

Пренебрегая рассеянием энергии, колебания однородной, равномерно натянутой M. можно описывать ур-нием

где - смещение элемента поверхности M. от положения равновесия в направлении нормали к плоскости натяжения, - поверхностная M., T - натяжение, - оператор Лапласа. Граничные условия для M.на внеш. контуре; в качестве нач. условий задаётся смещений и скоростей точек поверхности M. в нач. момент времени t = 0. Собственные (свободные) колебания M. представляются системами стоячих волн. Участки M., колеблющиеся с противоположными фазами, разделяются узловыми линиями. Совокупность собств. частот колебаний M. составляет дискретный спектр. Для прямоуг. M. (рис. 1) со сторонами a и 6 собств. частоты выражаются ф-лой

Частота w является основной (наинизшей); обертоны и т. д. являются гармониками осн. частоты. Случай (квадратная M.) наз. вырожденным, в квадратной M. возможно простое гармонич. в форме бегущих волн, при этом узловые линии в течение периода последовательно принимают разл. конфигурации.

Рис. 1. Форма первых четырёх собственных колебаний прямоугольной мембраны; стрелками указаны узловые линии.

Рис. 2. Форма круглой мембраны для некоторых собственных колебаний; стрелками указаны узловые линии.

Собств. частоты колебаний круглой M. (рис. 2) радиуса а могут быть найдены из ур-ния

где J k - ф-ция Бесселя 1-го рода k -го порядка, a k и l - числа узловых диаметров и узловых окружностей соответственно. В случае круглой M. ни один из обертонов не является гармоникой осн. частоты w 01 .

Вынужденные колебания M. происходят с частотой внеш. воздействия, при совпадении к-рой с одной из собств. частот имеет место резонанс. M. представляет собой излучатель звука с неравномерным распределением колебат. скорости по поверхности. Излучение M., возбуждённой на осн. частоте, обладает меньшей направленностью, чем на той же частоте поршневой диафрагмы той же конфигурации.

Лит.: Стретт Д JK. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1, M., 1955; Mорз Ф., Колебания и , пер. с англ., M.- Л., 1949; Скучик E., Основы акустики, пер. с нем., т. 1, M., 1958. С. В. Егерев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Синонимы :

Смотреть что такое "МЕМБРАНА" в других словарях:

Мембрана - тонкая гибкая пластинка, закрепленная по периметру, предназначенная для разобщения двух полостей с разными давлениями или отделения замкнутой полости от общего объема, а также для преобразования изменения давления в линейные перемещения и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

- (Membrane, diaphragm) тонкая, гибкая, растянутая пластинка. Круглые мембраны, зажатые по окружности, применяются во всех звукопередающих и звуковоспринимающих аппаратах (телефон, микрофон, граммофон). Такая мембрана легко отзывается на колебания… … Морской словарь

Диафрагма, маятник, резонатор, демпфер; перепонка, диффузор, пневмомембрана Словарь русских синонимов. мембрана сущ., кол во синонимов: 9 аксолемма (1) … Словарь синонимов

мембрана - Ндп. диафрагма Гибкая, закрепленная по контуру перегородка, разделяющая две полости с различным давлением или отделяющая полость от пространства и преобразующая изменения давления в перемещение или наоборот [ГОСТ 21905 76] мембрана Тонкая гибкая… … Справочник технического переводчика

Мембрана - * мембрана * membrane тонкая пограничная структура, расположенная на поверхности клеток и внутриклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков в клеточном содержимом. Выполняет различные биологические функции обеспечивает проницаемость клетки… … Генетика. Энциклопедический словарь

- (от лат. membrana перепонка) 1) в теории упругости закрепленная по контуру бесконечно тонкая пленка, модуль упругости которой в перпендикулярном поверхности направлении равен нулю.2) В технике тонкая пленка или пластинка (обычно закрепленная по… … Большой Энциклопедический словарь

МЕМБРАНА, в биологии граничный слой внутри или вокруг живой КЛЕТКИ или ТКАНИ. Клеточные мембраны включают плазматическую мембрану, окружающую клетку, систему мембран внутри клетки (ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ) и двойную мембрану вокруг клеточного… … Научно-технический энциклопедический словарь

МЕМБРАНА, мембраны, жен. (лат. membrana перепонка) (физ., тех.). Закрепленная по краям перепонка или тонкая пластинка из упругого материала, способная совершать колебания, нужные для улавливания и воспроизведения звуковых волн. Толковый словарь… … Толковый словарь Ушакова

МЕМБРАНА, ы, жен. Упругая перепонка, тонкая плёнка или пластинка, способная совершать колебания. М. телефона. | прил. мембранный, ая, ое. Мембранные музыкальные инструменты. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

МЕМБРАНА, или перепонка, тонкая пластинка из какого либо вещества. Применяется в акустике для воспроизведения звуковых колебаний. Наличие собственных колебаний в акустической М. искажает характер звука. В коллоидной химии М. применяется для… … Большая медицинская энциклопедия

Горнолыжники, альпинисты и много других любителей очень внимательно подходят к выбору одежды для походов. Ведь во время похода очень важно, чтобы это была, с одной стороны, лёгкая и негромоздкая одежда, а с другой - обеспечивала им сухость и тепло в походе. Сохранение тела в тепле и сухости помогает не заболеть, ведь влага или холод достаточно часто провоцируют развитие разного вида простудных заболеваний.

С развитием новых технологий всё большую популярность среди любителей активного отдыха приобретает одежда из мембраны. Она, при достаточно высокой прочности и лёгкости, позволяет оставаться телу в теплоте и сухости. Что же такое мембрана, чем она отличается от других типов ткани?

Что такое мембрана, её особенности и разновидности?

По своей сущности мембрана - это многослойная ткань, которая состоит из 2 или даже более слоёв. Внешний - устойчивый к износу, внутренний - мягкий. Между ними ещё находится непосредственно мембрана и защитные слои. Благодаря такой структуре эти ткани превосходно выполняют функцию защиты от ветра, воды.

Выделяют несколько видов мембранных тканей:

1. Беспоровые . Такие мембраны не содержат микропор. В результате этого пот и влага, которая выделяется телом, скапливается сначала на внутренней стороне и лишь потом, посредством диффузии, выводится наружу. Под такой тканью человек чувствует себя постоянно мокрым, так как диффузия происходит значительно медленнее, чем потообразование при активном движении. Однако в беспоровых есть много плюсов, они, сохраняя все позитивные свойства мембранной ткани, является наиболее прочными и неприхотливыми в уходе.
2. Поровые . В ткани присутствуют поры очень малых размеров. Это позволяет ткани «дышать». Ткань прекрасно удерживает влагу, которая попадает на неё извне, в то же время пот и влагу от тела человека она пропускает наружу. Под одеждой тело остаётся совершенно сухим. При всём изобилии вышеописанных плюсов такая ткань имеет несколько недостатков. Рассмотрим, какие именно. Во-первых, микропоры со временем забиваются и преимущество дышащей и водонепроницаемой ткани сводится на нет. Во-вторых, она более требовательная в уходе.
3. Комбинированные . Из вышеперечисленных это самый лучший вариант. Фактически она содержит два слоя мембраны вместо одного. Ближе к телу - поровая, а потом ещё и беспоровая поверх. Таким образом, сохраняя все плюсы поровой мембраны, она, за счёт дополнительного слоя, становиться более прочной и простой в эксплуатации, уходе.

Помимо разновидностей по структуре, выделяют различные ткани по конструкции и по фактуре.

По конструкции можно выделить двух-, двух- с половиной и трёхслойные мембраны.

Первый вариант - это обычная ткань, из которой, например, изготавливается или любой другой элемент одежды. Только на эту ткань из внутренней стороны нанесена мембрана. Кроме этого, для них обязательно наличие защитной подкладки, чтобы ткань не пачкалась, меньше тёрлась, не рвалась и не засорялась.

Во втором варианте защитным слоем выступают трикотажные пупырышки. Это позволяет уменьшить вес одежды.

Ну и последний вариант - трёхслойная. Здесь идёт обычная ткань, далее мембрана и сетка. Все они вместе при помощи ламинирования скреплены воедино и выглядят как обычная однослойная ткань внешне. Внутренний слой также бережёт костюм от повреждения, однако при этом вес одежды становиться ещё меньше.

Различия по фактуре ткани также имеются. Здесь всё зависит от способа переплетения нитей и их толщины. Фактура, помимо внешних отличий, значительно влияет на вес готового изделия, его водонепроницаемость и прочность.

Горнолыжные костюмы, куртки и другие тёплые вещи утепляют с помощью ткани, которая называется Twill. Это тёплая и плотная ткань с толстыми волокнами, гладкая и сверхпрочная.

Ripstop - более лёгкий тип мембраны и в то же время очень прочный. Здесь используются и тонкие, и толстые волокна. Такая ткань не расходится даже при её повреждении. Внешне она немного напоминает соты. Чаще всего такой тип ткани используется для дорогих изделий.

На что стоит обращать внимание при выборе одежды из мембраны?

Если вы собираетесь покупать такую одежду, стоит обращать внимание на производителя, отзывы о вещах, свойства, эксплуатационные характеристики и др.

1. Производитель . Говорить о том, какой производитель лучше, сложно. Есть топовые производители, которые известны во всём мире. К примеру, Toray, Event, Unitika. Однако стоимость вещей будет значительной. Есть и менее известные компании - Milo, Salewa или китайский бренд Wakarda. Здесь решать, конечно, покупателю, хотя, как показывает практика, даже относительно недорогие костюмы от Wakarda, по отзывам, очень хорошие в эксплуатации. Главное, правильно подобрать размер и параметры, изучить описание и характеристики товара, бережно относиться к вещам.
2. Водонепроницаемость . Помимо бренда, стоит обращать внимание и на параметры по водонепроницаемости. В наиболее бюджетных вариантах показатели по водонепроницаемости на уровне 3 тыс. мм. Такая ткань выдерживает небольшой моросящий дождик, однако ливень она выдержать уже не сможет. В дорогих изделиях этот показатель составляет около 20 тыс. мм. Они не промокают даже в шторм.
3. Дышащие свойства . Этот показатель варьируется от 3 тыс. г/м 2 в сутки для бюджетных изделий и до 8000 г/м 2 для дорогих. От него зависит способность отводить накопившийся пот из-под ткани, что соответственно влияет и на терморегуляцию.
4. Проклейка швов . Не менее важный параметр. От него частично зависит параметр водонепроницаемости. Бюджетная или городская одежда, как правило, имеет проклейку только у основных швов. В таком случае подтекание швов может быть. А вот если все швы проклеены, то подтекание в местах соединения ткани исключается полностью. Такая проклейка присуща дорогим моделям, а также в случае с трёхслойными мембранами.
5. Материал других слоёв . Этот параметр больше относиться к . Здесь имеется в виду утеплитель зимней одежды, ведь мембрана - это всего лишь тоненькая ткань, которая не греет. Именно потому в зимних костюмах присутствует утеплитель. В осенне-весенних вариантах это может быть флис. В зимней одежде чаще всего используется пух или его заменители.

Однако в последнее время, особенно на дорогих вещах, используют и другой, совершенно новый материал. Это фазопереходный утеплитель Outlast. Он состоит из микрокапсул, которые способны при активном движении человека превращаться в жидкость и копят тепло. А вот когда человек прекращает двигаться, тело остывает, то эти микрочастицы переходят в твёрдое состояние и отдают тепло. Такие вещи легче аналогов на флисе или пухе, однако стоимость изделия значительно повышается за счёт утеплителя.

Как носить мембранную одежду?

Тем, кто использует одежду из мембраны, очень важно правильно одеваться и под неё. Важно одеваться послойно, чтобы .

Первый слой должен состоять из носков и нательного белья с длинными рукавами и штанинами. Лучше брать термобельё.

Следующий слой - изоляционный. Если на улице не сильно холодно и, к примеру, в костюме уже есть хороший утеплитель, то этот слой можно пропускать. Если же нет, то здесь лучше использовать вещи из флиса, они лёгкие, тёплые и хорошо пропускают воздух.

Ну и третий слой - непосредственно мембранная куртка и штаны. Не стоит забывать про шапку, ведь очень часто при неправильном подборе шапки макушка остаётся открытой. Важно не забывать, что через макушку человек теряет очень много тепла, до 90%.

Особенности эксплуатации

Если вы приобрели или ещё только собираетесь покупать горнолыжный костюм или любой другой из мембраны, важно не забывать, что такие вещи очень требовательны в уходе. Ведь никому не хочется, чтобы качественная и достаточно дорогостоящая вещь в скором времени превратилась в непригодную тряпку. Такие вещи важно правильно хранить, стирать, гладить. Помимо этого, им требуются и дополнительные средства ухода, такие как специальные пропитки.

1. Хранение . Такие вещи очень важно правильно хранить. Производители не рекомендуют их складывать. Ведь в местах перегибов со временем повреждается ткань и теряет свои свойства. Оптимальным вариантом хранения считается развешивание на плечиках. Для сохранности сверху лучше одеть чехол.
2. Как стирать ? Если говорить о стирке, то важно помнить, что стирать такие вещи стоит исключительно согласно инструкции производителя, которая зачастую указана на этикетке. Там указывается и температура, при которой можно стирать, и режим глажки, сушки и т. д. Но есть и общие требования. Нельзя стирать вещи в очень горячей воде, оптимальный температурный режим 40 °C, а если на ярлыке есть специальные пометки, то может быть и меньше. Стирать мембранные вещи нужно только с использованием специальных моющих средств, иначе ткань повреждается, а поры забиваются. Также важно не забывать о том, что стирать лучше вручную, без предварительного замачивания, так как мембрана может отслоиться. После стирки вещи не выкручивают, а просто дают стечь воде.
3. Сушка, глажка . Сушить следует в развёрнутом виде, можно положив на горизонтальную поверхность. А вот гладить не рекомендуется.
4. Пропитка . Ещё один важный этап - это пропитка. Пропитка позволяет сохранить изделие, значительно увеличивает срок эксплуатации. Пропитка наносится на чистые вещи. Использовать стоит только то средство, которое предназначено для указанного типа ткани и типа вещей. К примеру, одной и той же пропиткой нельзя обработать костюм, шапку, ботинки и походную палатку. Чаще всего это четыре разных типа пропитки.

Необязательно, но можно использовать и покрытие DWR. Такое покрытие обладает водоотталкивающими свойствами, и капельки воды, попадая на поверхность, не впитываются, а просто скатываются в шарики. Оно продлевает срок службы мембранных вещей.

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.

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!