Мембранна тканина – це інноваційний матеріал із виборчою проникністю. Має підвищені захисні властивості. Використовується для дитячого, спортивного одягу, екіпірування прихильників активного зимового відпочинку, представників екстремальних професій.

Навіщо потрібні мембранні тканини?

Мембранні тканини: зразки

Слово "мембрана" має стародавнє походження і означає "перетинка". У давнину воно застосовувалося в буденному та біологічному сенсах. У міру розвитку науки термін набув фізичного, хімічного, технічного значення. Наразі мембранні технології використовуються у легкій промисловості для виробництва одягу.

Одна з основних функцій одягу – захисна. Раніше для захисту від дощу застосовували гумове взуття, поліетиленові плащі, накидки з інших. Від дощу, снігу, вітру ці матеріали деякий час захищали добре. Довго у непромокальних виробах, виготовлених за старими технологіями, перебувати неможливо.

Тіло людини в середньому за добу виділяє понад півлітра вологи, що накопичується на одязі зсередини, якщо немає виходу назовні. При активних рухах обсяг поту, що виділяється, може досягати півтора літрів.

Введення мембран у складі захисних тканин дозволяє виводити пари води, не допускаючи при цьому попадання всередину вологи, вітру, дощу, снігу.

Будова та механізм дії мембран

Найпростішим прикладом мембранного виробу є целофановий пакет (не плутати з поліетиленовим). Якщо в целофановий пакет налити, наприклад, пересолений розчин білка і підвісити його в ємність з чистою водою, через деякий час сіль проникне через пори целофану у воду. Целофан вибірково пропускає невеликі молекули назовні, великі затримує всередині, молекули води ззовні в пакет не просочуються.

Принцип дії мембранної тканини

Подібно працює мембранний шар у тканинах. Він пропускає невеликі молекули назовні, не запускаючи нічого всередину.

Мембрани, що застосовуються в легкій промисловості, прийнято ділити на порові (що містять пори) та безпорові (нібито не містять пори). Поділ це умовно, але поширене. Доцільно його використати.

• Мембрани з порами – це тонкі полімерні прошарки з дуже маленькими отворами, через які молекули газоподібної води (пара) зсередини проникнути можуть, а краплі туди не поміщаються. Нагадаємо, курс школи: у краплі молекули води «злипаються» - знаходяться у вигляді асоційованих груп. У пароподібному стані молекули води самотні, відстань між ними не дозволяє об'єднатися. Американська компанія Gore-TeX виготовляє з тефлону мембранні тканини, на 1 см 2 яких є близько півтора мільярда мікроотворів – пір.
• Мембрани діють інакше. Вони також містять безліч мікроосередків зі складною, звивистою формою, що нагадує структуру губки. Пара від шкіри всмоктується в осередки, насичує мембрану, перетворюється на конденсовану вологу і за рахунок різниці парціального тиску (це поняття також зі шкільних курсів) виділяється назовні. Такий принцип виділення можливий тому, що всередині пар більше, ніж зовні. Якщо гіпотетично власник одягу потрапить у ній в сауну або інше приміщення з дуже високою вологістю, волога так само надійде всередину.

У деяких матеріалах різні мембрани поєднують, зовні укладають шар без пір, усередині – із пір'ям. Тканина ефективна, але дорога.

Порівняння умов користування

• Всі мембранні тканини виводять пари з області підвищеного тиску в зону зниженого тиску (як кажуть фахівці градієнта значень).
• При високій вологості краще виводять пари назовні мембрани з порами, особливо за наявності на одязі вентиляції. Мембрани без пір ефективні при відносно сухому повітряному оточенні. Якщо вологість висока або відкрита вентиляція, така мембрана працюватиме погано.
• За низьких температур краще працює мембрана з порами. При негативних температурах матеріалу безпорові мембрани легко замерзають.
• Мембрана з порами може засмічитися при неправильному догляді чи носінні. Безпорові мембранні тканини міцні, служать довго.

Основні характеристики

Мембранні тканини призначені для захисту від негоди та створення почуття комфорту носіям. Функції доводять важливість основних показників.

• Водонепроникність. При високих тисках стовпа води протікати почне будь-яка тканина. Для успішної експлуатації важливі значення максимально можливих впливів. Одяг, призначений для жорстких умов, повинен витримувати тиск від 20 000 мм водяного стовпа та вище. Значення 10000 мм прийнятне для звичайних умов дощової погоди.
• Паропроникність характеризує масу пари в грамах, яку може вивести 1 м 2 матеріалу задану одиницю часу (зазвичай 24 години). Найпоширеніший мінімум паропроникності становить 3000 г/м 2 , максимум – від 10000 г/м 2 . Іноді цю властивість оцінюють за здатністю чинити опір транспортуванню пари (RET). Якщо цей показник дорівнює 0, тканина повністю пропускає всю пару, за значення 30 – пропускання пари практично виключено.

Мембрана не виконує функції, що утеплюють. Вона зберігає від дощу, вітру, снігу, забезпечує «дихання» тілу, сприяє забезпеченню теплових комфортних відчуттів.

Структура тканин

Конструктивно мембранні тканини відрізняються виконанням.

• У двошарових тканинах мембрана зафіксована із внутрішньої сторони полотна. Додатково вона закрита підкладкою, що оберігає від пошкоджень, засмічень.
• У тришарових тканинах воєдино склеєні: зовнішній шар, мембрана, внутрішня сітка. Необхідність у підкладковому шарі відпадає. Матеріал дуже зручний, коштує дорожче.
• У деяких модифікаціях на внутрішню поверхню двошарової тканини напиленням нанесено спеціальне захисне покриття.
• Існують види мембранних тканин із водовідштовхувальним шаром (DWR), нанесеним зверху. Покриття згодом може змиватися. Воно легко відновлюється спеціальними засобами.

Провідні виробники

Мембранна тканина в одязі

Найавторитетнішою, історично першою компанією-виробником мембранних тканин є Gore-TeX. Вона робила одяг для астронавтів. Потім запропонували кілька видів продукції гірськолижникам, альпіністам, гірським туристам.

Порівняний за якістю одяг з мембранами Triple-Point, Sympatex, ULTREX. Матеріал добротний, випускається у кількох модифікаціях. Ціна висока, відповідає властивостям виробів.

Доступну ціну має продукція із мембранами Ceplex, Fine-Tex. Вона розрахована максимум на 2 сезони активного носіння, після закінчення яких матеріал може почати трохи пропускати воду.

Купуючи одяг із мембранних тканин, зверніть увагу на інформацію про проклеювання швів. У деяких різновидах проклеєно абсолютно всі шви, в інших – лише основні. Для носіння у місті достатньо проклеювання основних швів. Для занять активними видами спорту можливо краще вибрати вироби з усіма укріпленими швами. Вибір потенційного власника одягу.

Правила догляду за мембранними тканинами

Матеріал специфічний за складом та структурою. Звичайні прийоми прання до цієї групи виробів не слід застосовувати.

• Прати тканину з мембранним шаром можна в машині, використовуючи щадний режим та м'які спеціальні засоби.
• Віджимати у машині не можна.
• Здавати у хімчистку не можна.
• Прасувати немає необхідності, робити це не потрібно.
• За бажання можна прати вручну.
• Можна залишити річ у довільному розправленому стані, щоб із неї стікала вода.
• Тканина дуже мало брудниться. Після носіння її можна злегка почистити звичайною щіткою.

Тканини з мембранними матеріалами дозволяють почуватися захищеним будь-якої негоди при максимально активних видах діяльності.

(від лат. membrana - шкірка, перетинка) в акустиці, гнучка тонка плівка, наведена зовніш. силами в стан натягу і пружністю, що володіє внаслідок цього. Від М. слід відрізняти платівку, яка залежить від її матеріалу і товщини. Приклади М. - Шкіра, натягнута на барабані, тонка металліч. фольга, що грає рухомий обкладки конденсаторного мікрофона. власних. М. представляються системами стоячих хвиль з тією чи іншою картиною вузлових ліній, які розділяють частини М., що коливаються з протилежними фазами (рис.); зовніш. контур, по якому затискається М., завжди є вузловою лінією, якщо закріплення таке, що відсутнє зсув, перпендикулярне площині М. Розл. системам стоячих хвиль відповідають разл. частоти коливань, сукупність яких брало визначає дискр. прив. частот М. Вимушені коливання М. під дією зосереджених або розподілених періодич. зовніш. сил відбуваються із частотою внеш. дії; при її збігу з однією з собств. частот М. має місце.

Форма нек-рих собств. коливань мембрани: а – прямокутної; б - круглий. Стрілки вказані вузлові лінії; i, k – номери гармонік.

Фізичний енциклопедичний словник. - М: Радянська енциклопедія. Головний редактор О. М. Прохоров. 1983 .

(від лат. membrana - шкірка, перетинка) - гнучка тонка плівка, наведена зовніш. силами в стан натягу і пружністю, що володіє внаслідок цього. M. відноситься до двовимірних коливань. системам із розподіленими параметрами. Пружність M. залежить тільки від її матеріалу та натягу на відміну від платівка,пружність до-рой визначається її матеріалом та товщиною. Відрізнить, особливість M.- необхідність її закріплення за зовнішнім. контуру. Прикладами M. є шкіра, натягнута на барабан, тонка металлич. фольга, що грає рухомий обкладки конденсаторного мікрофона, та ін.

Нехтуючи розсіюванням енергії, коливання однорідної, рівномірно натягнутої M. можна описувати ур-ням

де - зсув елемента поверхні M. від положення рівноваги в напрямку нормалі до площини натягу - поверхнева M., T- Натяг, - оператор Лапласа. Граничні умови для M. на зовніш. контурі; як поч. умов задається зміщень та швидкостей точок поверхні M. на поч. момент часу t= 0. Власні (вільні) коливання M. є системами стоячих хвиль. Ділянки M., що коливаються з протилежними фазами, поділяються вузловими лініями. Сукупність прив. частот коливань M. складає дискретний спектр. Для прямокут. M. (рис. 1) зі сторонами a та 6 прив. частоти виражаються ф-лою

Частота w є основною (найнижчою); обертони і т. д. є гармоніками осн. частоти. Випадок (квадратична M.) зв. виродженим, у квадратній M. можливо просте гармонійність. у формі хвиль, що біжать, при цьому вузлові лінії протягом періоду послідовно приймають разл. Зміни.

Рис. 1. Форма перших чотирьох своїх коливань прямокутної мембрани; стрілками вказані вузлові лінії.

Рис. 2. Форма круглої мембрани для деяких власних коливань; стрілками вказані вузлові лінії.

власних. частоти коливань круглої M. (мал. 2) радіусу аможуть бути знайдені з ур-ня

де J k - ф-ція Бесселя 1-го роду k-го порядку, a kі l- числа вузлових діаметрів та вузлових кіл відповідно. У разі круглої M. жоден з обертонів не є гармонікою осн. частоти w01.

Вимушені коливання M. відбуваються із частотою внеш. впливу, при збігу до-рой з однією з прив. частот має місце резонанс. M. являє собою випромінювач звуку з нерівномірним розподілом коливань. швидкості на поверхні. Випромінювання M., збудженої на осн. частоті, має меншу спрямованість, ніж на тій же частоті поршневої діафрагми тієї ж конфігурації.

Літ.:Стретт Д JK. Ст (лорд Релей), Теорія звуку, пров. з англ., 2 видавництва, т. 1, M., 1955; Mорз Ф., Коливання та , пров. з англ., M-Л., 1949; Нудьг E., Основи акустики, пров. з ньому., Т. 1, M., 1958. С. В. Єгерьов.

Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. - М: Радянська енциклопедія. Головний редактор О. М. Прохоров. 1988 .

Синоніми:

Дивитися що таке "МЕМБРАНА" в інших словниках:

Мембрана- тонка гнучка пластинка, закріплена по периметру, призначена для роз'єднання двох порожнин з різними тисками або відділення замкнутої порожнини від загального об'єму, а також для перетворення зміни тиску в лінійні переміщення та… Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

- (Membrane, diaphragm) тонка, гнучка, розтягнута платівка. Круглі мембрани, затиснуті по колу, застосовуються у всіх звукопередаючих та звукосприймаючих апаратах (телефон, мікрофон, грамофон). Така мембрана легко відгукується на коливання.

Діафрагма, маятник, резонатор, демпфер; перетинка, дифузор, пневмомембрана Словник російських синонімів. мембрана сущ., кіл у синонімів: 9 аксолемма (1) … Словник синонімів

мембрана- НДП. діафрагма Гнучка, закріплена по контуру перегородка, що розділяє дві порожнини з різним тиском або відділяє порожнину від простору і перетворює зміни тиску в переміщення або навпаки [ГОСТ 2190576] мембрана Тонка гнучка… Довідник технічного перекладача

Мембрана- * мембрана * membrane тонка прикордонна структура, розташована на поверхні клітин та внутрішньоклітинних частинок, а також канальців та бульбашок у клітинному вмісті. Виконує різні біологічні функції, забезпечує проникність клітини. Генетика. Енциклопедичний словник

- (Від лат. membrana перетинка) 1) у теорії пружності закріплена по контуру нескінченно тонка плівка, модуль пружності якої в перпендикулярному поверхні напрямі дорівнює нулю.2) У техніці тонка плівка або пластинка (зазвичай закріплена по … Великий Енциклопедичний словник

Мембран, в біології граничний шар всередині або навколо живої клітини або тканини. Клітинні мембрани включають плазматичну мембрану, навколишню клітину, систему мембран усередині клітини (ЕНДОПЛАЗМАТИЧНА МЕРЕЖА) та подвійну мембрану навколо клітинного. Науково-технічний енциклопедичний словник

МЕМБРАНА, мембрани, жен. (Лат. membrana перетинка) (фіз., тех.). Закріплена з обох боків перетинка або тонка пластинка з пружного матеріалу, здатна здійснювати коливання, потрібні для уловлювання та відтворення звукових хвиль. Тлумачний словник… … Тлумачний словник Ушакова

МЕМБРАНА, ы, жен. Пружна перетинка, тонка плівка або платівка, здатна робити коливання. М. телефону. | дод. мембранний, ая, ое. Мембранні музичні інструменти Тлумачний словник Ожегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова

МЕМБРАНА, або перетинка, тонка платівка з будь-якої речовини. Використовується в акустиці для відтворення звукових коливань. Наявність своїх коливань в акустичній М. спотворює характер звуку. У колоїдній хімії М. застосовується для ... Велика медична енциклопедія

Гірськолижники, альпіністи та багато інших любителів дуже пильно підходять до вибору одягу для походів. Адже під час походу дуже важливо, щоб це був, з одного боку, легкий та негроміздкий одяг, а з іншого – забезпечував їм сухість та тепло у поході. Збереження тіла в теплі та сухості допомагає не захворіти, адже волога чи холод досить часто провокують розвиток різного виду простудних захворювань.

З розвитком нових технологій дедалі більшої популярності серед любителів активного відпочинку набуває одяг з мембрани. Вона, при досить високій міцності і легкості, дозволяє залишатися тілу в теплоті та сухості. Що ж таке мембрана, чим відрізняється від інших типів тканини?

Що таке мембрана, її особливості та різновиди?

За своєю сутністю мембрана - це багатошарова тканина, яка складається з 2 або навіть більших шарів. Зовнішній – стійкий до зносу, внутрішній – м'який. Між ними ще знаходиться безпосередньо мембрана та захисні шари. Завдяки такій структурі ці тканини чудово виконують функцію захисту від вітру, води.

Виділяють кілька видів мембранних тканин:

1. Безпорові. Такі мембрани містять мікропор. Внаслідок цього піт і волога, що виділяється тілом, накопичується спочатку на внутрішній стороні і лише потім, за допомогою дифузії, виводиться назовні. Під такою тканиною людина почувається постійно мокрою, тому що дифузія відбувається значно повільніше, ніж потоутворення при активному русі. Однак у безпорових є багато плюсів, вони, зберігаючи всі позитивні властивості мембранної тканини, є найбільш міцними та невибагливими у догляді.
2. Порові. У тканині є пори дуже малих розмірів. Це дозволяє тканини "дихати". Тканина чудово утримує вологу, яка потрапляє на неї ззовні, водночас піт та вологу від тіла людини вона пропускає назовні. Під одягом тіло залишається сухим. При всьому достатку вищеописаних достоїнств така тканина має кілька недоліків. Розглянемо які саме. По-перше, мікропори з часом забиваються і перевага дихаючої та водонепроникної тканини зводиться нанівець. По-друге, вона більш вимоглива у догляді.
3. Комбіновані. З перерахованих вище це найкращий варіант. Фактично вона містить два шари мембрани замість одного. Ближче до тіла – порова, а потім ще й безпорова поверх. Таким чином, зберігаючи всі плюси порової мембрани, вона, за рахунок додаткового шару, стає більш міцною і простою в експлуатації, догляді.

Крім різновидів за структурою, виділяють різні тканини за конструкцією та за фактурою.

По конструкції можна виділити дво-, двох-з половиною та тришарові мембрани.

Перший варіант – це звичайна тканина, з якої, наприклад, виготовляється чи будь-який інший елемент одягу. Тільки на цю тканину із внутрішньої сторони нанесена мембрана. Крім цього, для них обов'язково наявність захисної підкладки, щоб тканина не бруднилася, менше терлася, не рвалася і не засмічувалась.

У другому варіанті захисним шаром виступають трикотажні пухирці. Це дозволяє зменшити вагу одягу.

Ну і останній варіант – тришарова. Тут йде звичайна тканина, далі мембрана та сітка. Всі вони разом за допомогою ламінування скріплені докупи і виглядають як звичайна одношарова тканина зовні. Внутрішній шар також береже костюм від пошкодження, проте при цьому вага одягу стає ще меншою.

Відмінності за фактурою тканини також є. Тут все залежить від способу переплетення ниток та їхньої товщини. Фактура, крім зовнішніх відмінностей, значно впливає на вагу готового виробу, його водонепроникність та міцність.

Гірськолижні костюми, куртки та інші теплі речі утеплюють за допомогою тканини, яка називається Twill. Це тепла та щільна тканина з товстими волокнами, гладка та надміцна.

Ripstop – легший тип мембрани і водночас дуже міцний. Тут застосовуються і тонкі, і товсті волокна. Така тканина не розходиться навіть за її пошкодження. Зовні вона трохи нагадує стільники. Найчастіше такий тип тканини використовується для дорогих виробів.

На що варто звернути увагу при виборі одягу з мембрани?

Якщо ви збираєтеся купувати такий одяг, варто звертати увагу на виробника, відгуки про речі, властивості, експлуатаційні характеристики та ін.

1. Виробник. Говорити про те, який виробник кращий, складно. Є топові виробники, які відомі у всьому світі. Наприклад, Toray, Event, Unitika. Проте вартість речей буде значною. Є менш відомі компанії - Milo, Salewa або китайський бренд Wakarda. Тут вирішувати, звичайно, покупцю, хоча, як показує практика, навіть відносно недорогі костюми від Wakarda, за відгуками, дуже хороші в експлуатації. Головне, правильно підібрати розмір та параметри, вивчити опис та характеристики товару, дбайливо ставитися до речей.
2. Водонепроникність. Крім бренду, варто звертати увагу і на параметри водонепроникності. У найбільш бюджетних варіантах показники водонепроникності на рівні 3 тис. мм. Така тканина витримує невеликий дощ, що мрячить, проте злива вона витримати вже не зможе. У найдорожчих виробах цей показник становить близько 20 тис. мм. Вони не промокають навіть у шторм.
3. Які дихають властивості. Цей показник варіюється від 3 тис. г/м2 на добу для бюджетних виробів та до 8000 г/м2 для дорогих. Від нього залежить здатність відводити піт, що накопичився, з-під тканини, що відповідно впливає і на терморегуляцію.
4. Проклеювання швів. Не менш важливий параметр. Від нього частково залежить параметр водонепроникності. Бюджетний або міський одяг, як правило, має проклеювання лише у основних швів. У такому разі підтікання швів можливо. А ось якщо всі шви проклеєні, то підтікання у місцях з'єднання тканини виключається повністю. Таке проклеювання властиве дорогим моделям, а також у випадку з тришаровими мембранами.
5. Матеріал інших шарів. Цей параметр більше ставиться до . Тут мається на увазі утеплювач зимового одягу, адже мембрана - це лише тоненька тканина, яка не гріє. Саме тому в зимових костюмах є утеплювач. В осінньо-весняних випадках це може бути фліс. У зимовому одязі найчастіше використовується пух чи його замінники.

Проте останнім часом, особливо на дорогих речах, використовують і інший, абсолютно новий матеріал. Це фазоперехідний утеплювач Outlast. Він складається з мікрокапсул, які здатні при активному русі людини перетворюватися на рідину і накопичують тепло. А ось коли людина перестає рухатися, тіло остигає, то ці мікрочастинки переходять у твердий стан і віддають тепло. Такі речі легші за аналоги на флісі або пуху, проте вартість виробу значно підвищується за рахунок утеплювача.

Як носити мембранний одяг?

Тим, хто використовує одяг із мембрани, дуже важливо правильно одягатися і під нього. Важливо одягатися пошарово, щоб .

Перший шар повинен складатися зі шкарпеток та нижньої білизни з довгими рукавами та штанинами. Краще брати термобілизну.

Наступний шар – ізоляційний. Якщо на вулиці не дуже холодно і, наприклад, у костюмі вже є гарний утеплювач, цей шар можна пропускати. Якщо ж ні, то тут краще використовувати речі з флісу, вони легкі, теплі та добре пропускають повітря.

Ну і третій шар - безпосередньо мембранна куртка та штани. Не варто забувати про шапку, адже дуже часто при неправильному підборі шапки верхівка залишається відкритою. Важливо не забувати, що через маківку людина втрачає дуже багато тепла, до 90%.

Особливості експлуатації

Якщо ви придбали або тільки збираєтеся купувати гірськолижний костюм або будь-який інший з мембрани, важливо не забувати, що такі речі дуже вимогливі у догляді. Адже нікому не хочеться, щоб якісна і досить дорога річ незабаром перетворилася на непридатну ганчірку. Такі речі важливо правильно зберігати, прати, гладити. Крім цього, їм потрібні додаткові засоби догляду, такі як спеціальні просочення.

1. Зберігання. Такі речі дуже важливо правильно зберігати. Виробники не рекомендують їх складати. Адже в місцях перегинів згодом ушкоджується тканина та втрачає свої властивості. Оптимальним варіантом зберігання вважається розвішування на плічках. Для збереження зверху краще одягнути чохол.
2. Як прати? Якщо говорити про прання, то важливо пам'ятати, що прати такі речі варто виключно згідно з інструкцією виробника, яка найчастіше вказана на етикетці. Там вказується і температура, за якої можна прати, і режим прасування, сушіння тощо. Але є й загальні вимоги. Не можна прати речі в дуже гарячій воді, оптимальний температурний режим 40 ° C, а якщо на ярлику є спеціальні позначки, то може бути менше. Прати мембранні речі потрібно лише з використанням спеціальних миючих засобів, інакше тканина ушкоджується, а пори забиваються. Також важливо не забувати про те, що прати краще вручну, без попереднього замочування, оскільки мембрана може відшаруватись. Після прання речі не викручують, а просто дають стекти воді.
3. Сушіння, прасування. Сушити слід у розгорнутому вигляді, можна поклавши на горизонтальну поверхню. А ось гладити не рекомендується.
4. Просочення. Ще один важливий етап – це просочення. Просочення дозволяє зберегти виріб, що значно збільшує термін експлуатації. Просочення наноситься на чисті речі. Використовувати варто тільки засіб, призначений для зазначеного типу тканини і типу речей. Наприклад, одним і тим же просоченням не можна обробити костюм, шапку, черевики і похідний намет. Найчастіше це чотири різних типи просочення.

Необов'язково, але можна використовувати покриття DWR. Таке покриття має водовідштовхувальні властивості, і крапельки води, потрапляючи на поверхню, не вбираються, а просто скочуються в кульки. Воно продовжує термін служби мембранних речей.

Клітинна мембранатакож називається плазматичною (або цитоплазматичною) мембраною та плазмалемою. Дана структура не тільки відокремлює внутрішній вміст клітини від зовнішнього середовища, але також входить до складу більшості клітинних органел та ядра, у свою чергу відокремлюючи їх від гіалоплазми (цитозолю) – в'язко-рідкої частини цитоплазми. Домовимося називати цитоплазматичною мембраноюту, що відокремлює вміст клітини від зовнішнього середовища. Іншими термінами позначатимуть усі мембрани.

Будова клітинної мембрани

В основі будови клітинної (біологічної) мембрани лежить подвійний шар ліпідів (жирів). Формування такого шару пов'язані з особливостями їх молекул. Ліпіди не розчиняються у воді, а по-своєму у ній конденсуються. Одна частина окремо взятої молекули ліпіду є полярною голівкою (вона притягується водою, тобто гідрофільна), а інша - пару довгих неполярних хвостів (ця частина молекули відштовхується від води, тобто гідрофобна). Така будова молекул змушує їх «ховати» хвости від води та повертати до води свої полярні голівки.

В результаті утворюється подвійний ліпідний шар, в якому неполярні хвости знаходяться всередині (навернені один до одного), а полярні головки звернені назовні (до зовнішнього середовища та цитоплазми). Поверхня такої мембрани гідрофільна, а всередині вона гідрофобна.

У клітинних мембранах серед ліпідів переважають фосфоліпіди (належать до складних ліпідів). Їхні головки містять залишок фосфорної кислоти. Крім фосфоліпідів є гліколіпіди (ліпіди + вуглеводи) та холестерол (належить до стеролів). Останній надає мембрані жорсткості, розміщуючись у її товщі між хвостами інших ліпідів (холестерол повністю гідрофобний).

За рахунок електростатичної взаємодії до заряджених головок ліпідів приєднуються деякі молекули білків, які стають поверхневими мембранними білками. Інші білки взаємодіють із неполярними хвостами, частково занурюються у подвійний шар або пронизують його наскрізь.

Таким чином, клітинна мембрана складається з подвійного шару ліпідів, поверхневих (периферичних), занурених (напівінтегральних) та пронизливих (інтегральних) білків. Крім того, деякі білки та ліпіди із зовнішньої сторони мембрани пов'язані з вуглеводними ланцюгами.

Це рідинно-мозаїчна модель будови мембранибула висунута у 70-х роках XX століття. До цього передбачалася бутербродна модель будівлі, згідно з якою ліпідний бішар знаходиться всередині, а з внутрішньої та зовнішньої сторони мембрана покрита суцільними шарами поверхневих білків. Проте накопичення експериментальних даних спростувало цю гіпотезу.

Товщина мембран у різних клітинок становить близько 8 нм. Мембрани (навіть різні сторони однієї) відрізняються між собою за відсотковим співвідношенням різних видів ліпідів, білків, ферментативної активності та ін. Якісь мембрани більш рідкі та проникніші, інші більш щільні.

Розриви клітинної мембрани легко зливаються через фізико-хімічні особливості ліпідного бислоя. У площині мембрани ліпіди та білки (якщо вони не закріплені цитоскелетом) переміщуються.

Функції клітинної мембрани

Більшість занурених у клітинну мембрану білків виконують ферментативну функцію (є ферментами). Часто (особливо в мембранах органоїдів клітини) ферменти розташовуються у певній послідовності так, що продукти реакції, що каталізуються одним ферментом, переходять до другого, потім третього тощо. Утворюється конвеєр, який стабілізують поверхневі білки, тому що не дають ферментам плавати вздовж ліпідного бісла.

Клітинна мембрана виконує що відмежовує (бар'єрну) від довкілля й те водночас транспортну функції. Можна сказати, це найголовніше її призначення. Цитоплазматична мембрана, володіючи міцністю та вибірковою проникністю, підтримує сталість внутрішнього складу клітини (її гомеостаз та цілісність).

У цьому транспорт речовин відбувається у різний спосіб. Транспорт по градієнту концентрації передбачає пересування речовин з області з їх більшою концентрацією в область з меншою (дифузія). Так, наприклад, дифундують гази (CO 2 , O 2).

Буває також транспорт проти градієнта концентрації, але із витратою енергії.

Транспорт буває пасивним і полегшеним (коли йому допомагає якийсь переносник). Пасивна дифузія через клітинну мембрану можлива для жиророзчинних речовин.

Є спеціальні білки, які роблять мембрани проникними для цукрів та інших водорозчинних речовин. Такі переносники з'єднуються з молекулами, що транспортуються, і протягують їх через мембрану. Так переноситься глюкоза усередину еритроцитів.

Пронизують білки, об'єднуючись, можуть утворювати пору для переміщення деяких речовин через мембрану. Такі переносники не переміщуються, а утворюють у мембрані канал і працюють аналогічно до ферментів, пов'язуючи певну речовину. Перенесення здійснюється завдяки зміні конформації білка, завдяки чому у мембрані утворюються канали. Приклад – натрій-калієвий насос.

Транспортна функція клітинної мембрани еукаріотів також реалізується за рахунок ендоцитозу (і екзоцитозу).Завдяки цим механізмам у клітину (і з неї) потрапляють великі молекули біополімерів, навіть цілі клітини. Ендо- та екзоцитоз характерні не для всіх клітин еукаріотів (у прокаріотів його взагалі немає). Так ендоцитоз спостерігається у найпростіших та нижчих безхребетних; у ссавців лейкоцити та макрофаги поглинають шкідливі речовини та бактерії, тобто ендоцитоз виконує захисну функцію для організму.

Ендоцитоз поділяється на фагоцитоз(цитоплазма обволікає великі частинки) та піноцитоз(захоплення крапель рідини з розчиненими у ній речовинами). Механізм цих процесів приблизно однаковий. Поглинаються на поверхні клітин оточуються мембраною. Утворюється бульбашка (фагоцитарна або піноцитарна), яка потім переміщається всередину клітини.

Екзоцитоз - це виведення цитоплазматичної мембраною речовин із клітини (гормонів, полісахаридів, білків, жирів та ін.). Дані речовини полягають у мембранні бульбашки, які підходять до клітинної мембрани. Обидві мембрани зливаються і вміст виявляється поза клітини.

Цитоплазматична мембрана виконує рецепторну функцію.Для цього на зовнішній стороні розташовуються структури, здатні розпізнавати хімічний або фізичний подразник. Частина білків, що пронизують плазмалемму, з зовнішнього боку з'єднані з полісахаридними ланцюжками (утворюючи глікопротеїди). Це своєрідні молекулярні рецептори, що вловлюють гормони. Коли конкретний гормон зв'язується зі своїми рецепторами, то змінює його структуру. Це своє чергу запускає механізм клітинної відповіді. При цьому можуть відкриватися канали, і клітину можуть почати надходити певні речовини або виводитися з неї.

Рецепторна функція клітинних мембран добре вивчена з урахуванням дії гормону інсуліну. При зв'язуванні інсуліну з рецептором-глікопротеїдом відбувається активація каталітичної внутрішньоклітинної частини цього білка (ферменту аденілатциклази). Фермент синтезує із АТФ циклічну АМФ. Вже активує або пригнічує різні ферменти клітинного метаболізму.

Рецепторна функція цитоплазматичної мембрани також включає розпізнавання однотипних сусідніх клітин. Такі клітини прикріплюються одна до одної різними міжклітинними контактами.

У тканинах за допомогою міжклітинних контактів клітини можуть обмінюватися між собою інформацією за допомогою низькомолекулярних речовин, що спеціально синтезуються. Одним із прикладів подібної взаємодії є контактне гальмування, коли клітини припиняють зростання, отримавши інформацію, що вільний простір зайнятий.

Міжклітинні контакти бувають простими (мембрани різних клітин прилягають один до одного), замковими (вп'ячування мембрани однієї клітини в іншу), десмосоми (коли мембрани з'єднані пучками поперечних волокон, що проникають у цитоплазму). Крім того, є варіант міжклітинних контактів за рахунок медіаторів (посередників) – синапсів. Вони сигнал передається як хімічним, а й електричним способом. Синапсами передаються сигнали між нервовими клітинами, а також від нервових до м'язових.

Мембрана- це, мабуть, головний матеріал у туризмі, який найбільше викликає спекотні суперечки. Найімовірніше так відбувається тому, що це слово застосовується у багатьох інших сферах: від космонавтики до медицини – і виникає невелика плутанина. Але в нашому випадку мембрана – це матеріал, який покликаний захищати туристів та мандрівників від зовнішніх погодних умов і при цьому виводити випари із внутрішньої частини виробу назовні, або просто “Дихати”. Слово "дихати" ми постараємося рідше застосовувати, тому що саме через його неправильне тлумачення, мембрана обросла безліччю помилок.

Найпростіше уявити, що таке мембрана, можна так: візьміть звичайнісінький шматок поліетилену і зробіть у ньому тоненькою голкою з десяток дірок, - от і все! У нас у руках найпростіша мембрана. Як і у будь-якої мембрани, у нашої є дві основні характеристики: водостійкість і паропроникність, і зрозуміти що до чого досить просто. Одягнемо дірявий поліетилен на колбу з водою. Перевертаючи колбу і спостерігаючи за тим, чи протікає наскрізь вода, ми з'ясовуватимемо водостійкість нашої мембрани. А якщо воду в колбі закип'ятити і спостерігати, скільки пари вийде крізь дірочки – ми виміряємо паропроникність.

Такий простий приклад дозволяє нам усвідомити таке: Мембрана – це такий самий матеріал, як і базові тканини, тільки з іншою структурою та хімічним складом. Тобто, в ній немає якихось механічних клапанів, що відкриваються для поту і закриваються зовні від дощу (багатьом здасться це смішним, але, пропрацювавши багато років у магазині, запевняю вас, це ще не найекзотичніша версія). І друге, важливе: у мембрани справжньої, як і у нашого шматка поліетилену, немає сторони, - вона працює в обидві сторони однаково! Це означає, що крапля поту зсередини не пройде крізь куртку, як крапля дощу не пройде зовні. У той же час водяна пара з навколишньої атмосфери може точно пройти крізь мембранну штормовку, як випаровування від тіла виходять з неї назовні.

Думаю, я написав достатньо, щоби зрозуміти, що мембрана- це не чарівна субстанція, що магічно захищає вас від негодиі в мить виводить зайву вологу назовні. А тепер, цілком закономірно, постає питання: «Чи працює взагалі мембрана, і чи потрібна вона нам?» Відповідь однозначна - працює, і так, з нею набагато комфортніше! Адже ви не думаєте, що мільйони доларів витрачені при розробці сотень видів мембран пішли на голки та поліетилен? Упевнений, що ні, тому далі говоритимемо лише про сучасні технології.

Характеристики мембрани

Як я вже писав вище, мембрани характеризують двома основними показниками: водостійкість та паропроникність. Розберемо їх докладніше.

Водостійкість– це висота стовпа води, який мембрана витримає, не промокнувши. Вимірюється в міліметрах або застосовують іншу одиницю вимірювання - PSI (Pounds per Square Inch - фунт ваги на квадратний дюйм). Вважається, що всі матеріали з показником PSI понад 25 – водонепроникні, а показник від 1 до 24 PSI говорить про водостійкість матеріалів. З цією характеристикою ми вже знайомилися у першій статті про базові матеріали.

А головне для нас: що вище цей показник, то краще. Тільки якщо ви не займаєтеся екстремальним туризмом, навряд чи варто переплачувати за намет з мембранною тканиною в 20 000 мм.

Паропроникність. Якщо сенс цієї характеристики добре зрозумілий, то в цифрах і вимірах можна заплутатися, а цим із задоволенням користуються недобросовісні виробники, вказуючи величезне число, що часом іноді сумні результати тестування.

Загальна сутність усіх тестів зводиться до вимірювання наступного показника: кількість води в грамах, яка випарується з квадратного метра тканини за 24 години (г/м2/24 год). Показник називається абревіатурою MVTR (moisture vapor transmission rate – швидкість передачі парів вологи). А ось те, як отримують цей показник тема для окремої статті, в яку ми не заглиблюватимемося (для тих, хто хоче це зробити, рекомендую статтю, опубліковану на сайті виробника одягу – Sivera). Якщо говорити коротко, то все безліч тестів так чи інакше проводиться в лабораторіях, за певних умов, що сильно відрізняються від реальної експлуатації. А найнеприємніше для кінцевого споживача те, що результатом одного з тестів може стати значне число, що не відображає суті. Це значення напишуть на етикетці і нам з вами залишиться тільки довіритися виробнику. Проте, варто сказати, що найбільш універсальним методом вважається тест із маркуванням MVTR B2.

Узагальнюючи описане вище, хочеться сказати, що показники паропроникності на етикетках виробів не варто ставитися надто критично. Краще більше дізнайтеся про призначення спорядження, що купується, і намагайтеся вибирати тільки товари фірм, що добре зарекомендували себе - виробників. Стережіться підробок, їх дуже багато, особливо найвідоміших брендів на кшталт The North Face або Marmot. Мембрана – це технологічно складна річ і вона фізично не може дешево коштувати, якщо це не поліетилен із дірками звичайно.

Шари мембрани

Сама по собі мембрана – це дуже тендітний і тонкий лист матеріалу, який у кінцевому продукті має бути обов'язково нанесений на інший матеріал. Буває, що мембрану в рідкому вигляді наносять на основу, - у такому разі говорять про мембранне покриття. Спосіб, у якому лист готової мембрани прикріплюють до матеріалу, дає нову назву – ламінат.

Виділяють три основних типиконструкції мембрани:

Двошарова, при якій мембрана захищена лише зовні - маркується як 2L. Такий спосіб хороший для економії ваги та високої паропроникності, проте внутрішню частину все одно захищають підкладкою, найчастіше із сітки. Також її використовують в одязі з внутрішнім шаром, що утеплює.

Два з половиною шари- 2.5L. Як і в першому випадку, у матеріалу два шари, але на внутрішню частину наносять додатково захисний шар з нетканого матеріалу. Вироби з таких мембран дуже легкі та компактні.

Тришарова конструкціяабо 3L, передбачає захист мембрани тканиною з обох боків. Основний плюс такого сендвіча – у максимальній зносостійкості мембрани.

Практично завжди верхній шар будь-якої з конструкцій покривають вологовідштовхуючими покриттями або DWR.

Види мембран

Гідрофобні або порові мембрани. Якщо знову взяти наш шматок поліетилену, то його можна класифікувати як "порова мембрана". Тобто матеріал має мільйони мікроскопічних пір, крізь які проходять молекули пари, але не проходять краплі води. Тільки справжню гідрофобну мембрану роблять не як ми з поліетилену, а з тефлону або поліуретану. Однак ці пори згодом засмічуються і матеріал значно втрачає свої дихаючі властивості. До того ж більшість порових мембран малоеластичні, тобто “стрейчових” костюмів з неї знайти проблематично.

Гідрофільні чи безпорові мембрани.Даний тип матеріалу вже не має відкритих пір, крізь які проходив би пар; натомість тканина вбирає в себе вологу і транспортує її на протилежний бік. І тут варто згадати, що у мембрани як такої немає внутрішньої та зовнішньої сторони, - вона однакова, і в ній немає стрілочок, що вказують волозі напрямок у якому треба рухатися. Транспортування молекул води відбувається завдяки так званому градієнту вологості. Тобто волога від тіла, потрапляючи на внутрішній шар одягу, починає вбиратися в тканину, переходить від шару до шару протилежний бік і, потрапляючи на зовнішню частину виробу, випаровується. Якщо вологість зовні дуже висока, ефективність вологовиведення такої мембрани значно знижується. Хімічний склад найчастіше поліуретан чи поліефір.

Комбіновані мембрани.Ймовірно, намагаючись позбутися недоліків порових і безпорових мембран, виробники придумали поєднувати їх: тобто шар гідрофобної мембрани накладають суцільний шар поліуретану. Цей шар набагато тонший, ніж у класичних безпорових тканин і він покликаний захистити тендітну структуру порового верхнього шару.

Яку мембрану вибрати?

Однозначної відповіді, як завжди, немає. Кожен вид мембрани підійде під певні умови, тому давайте виділимо основні плюси та мінуси трьох типів мембран.

Порові

+

• висока ефективність паровідведення в умовах підвищеної вологості та при низьких температурах.
• хороші "дихають" властивості
• відмінні показники водостійкості

-

• мала еластичність
• легко забруднюється
• вимагає особливого догляду

Безпорові

+

• відмінні "дихають" властивості
• невибагливість
• еластичність
• хороші показники водостійкості

-

• погано працюють в умовах високої вологості та при низьких температурах.

Комбіновані

Мають ті ж переваги, що й попередні, але й недоліки безпорового шару теж є, хоч і набагато меншою мірою за рахунок тоншого шару поліуретану.

Про фірми

На перший погляд, здається, що виробників просто нереальна кількість, оскільки список назв величезний. Але ж насправді виявляється, що якісні мембрани виробляють не так багато компаній. Справа в тому, що багато торгових марок, що виготовляють одяг, замовляють однакові по суті мембрани і вигадують їм свої назви. Наприклад, широко рекламована мембрана Teaxapore німецької фірми JackWolfskin не що інше, як давно відома тканина Entrant японської фірми Toray, вони тісно співпрацюють з американською фірмою Marmot і виробляє мембрану Marmot MemBrain.

Говорячи про фірми, що виготовляють мембрану, неможливо не сказати про Gore-tex, а правильніше «W. L. Gore & Associates», тому що Gor-tex це лише одна з тканин, які вони виробляють. Так, і у Gor-tex є ще з десяток артикулів із різними характеристиками. До речі, саме Gore-tex першими застосували технологію комбінованої мембрани, тим самим на довгі роки закріпили себе як лідер індустрії.

Ще одна цікава мембрана – це eVent. Її особливість у цьому, що це хоч і порова на кшталт мембрана, та її волокна покриті полиуретаном; тоді як у того ж Gore-tex поліуретан нанесений суцільним шаром на основну плівку. Це значно збільшує дихаючі властивості тканини. eVent досить дорогий матеріал і, до того ж, є складності з проклейкою швів на виробах з цієї мембрани, в результаті ціна на кінцевий продукт досить висока.

Можна довго заглиблюватися в назви та застосовувані технологи, тільки, на мою думку, реальні якості виробів з мембранної тканини вдасться дізнатися лише на особистому досвіді. Дуже багато факторів впливають на поведінку мембрани в різних умовах, і що ідеально підходить одній людині зовсім не сподобається іншій. З досвідом ви самі зрозумієте, на які моменти звертати більше уваги, а на що можна заплющити очі. Для перших покупок я, як завжди, раджу прислухатися до описів і порад самих виробників одягу та спорядження. Повірте, вони роблять дуже велику роботу з проектування та створення моделей, і все це для нас з вами. Безумовно їх мета заробіток, але бренди, що поважають себе, в першу чергу націлені на довгострокову дружбу з нами, тому не бійтеся довіряти тим, чия професія створювати комфортні умови в найжорсткіших і непередбачуваних ситуаціях.

У підсумку

Мембрана – це чудова річ, з якою ваші захоплення стануть набагато комфортнішими! Тільки не варто забувати, що це не магічна оболонка. Потіє людина у будь-якому разі - це природний процес, - мембрана лише допомагає випаровувати цю вологу назовні. І, в той же час, багато годин під зливою витримає не кожна мембранна штормовка. Зате це буде набагато комфортніший годинник, ніж якщо б ви піднімалися в гору в гумовому, абсолютно водонепроникному плащі. Багато скептики вас відмовляти з криками немає нічого крутішого за брезентуху, я ж умовляю вас спробувати і не бути скептичним, а спробувати зрозуміти свої відчуття і скласти власну думку про мембрану.

Сподіваюся ця стаття буде вам корисна, а в наступній, мова піде про утеплювачі. Більше вам подорожей та до нових зустрічей!