Membran semipermeabel

Membran semipermeabel atau membran separuh telap merupakan suatu jenis membran polimerik biologis atau sintetik, yang memungkinkan molekul atau ion tertentu untuk melewatinya dengan difusi—atau terkadang melalui proses khusus seperti difusi terfasilitasi, transpor pasif atau transpor aktif. Laju pelewatan molekul atau ion tersebut dipengaruhi oleh tekanan, konsentrasi, dan suhu dari molekul atau zat terlarut di kedua sisi, serta permeabilitas membran untuk masing-masing zat terlarut.^[1] Tergantung pada membran dan zat terlarut, permeabilitas mungkin bergantung pada ukuran, kelarutan, sifat fisik, atau kimia dari zat terlarut tersebut. Banyak material alami dan sintetik yang lebih tebal dari membran juga bersifat semipermeabel. Salah satu contohnya adalah film tipis di bagian dalam telur.^[2]

Perhatikan bahwa membran semipermeabel tidak sama dengan membran selektif permeabel. Membran semipermeabel menggambarkan membran yang memungkinkan beberapa partikel untuk melewatinya (berdasarkan ukuran), sedangkan membran selektif permeabel "memilih" apa yang dapat melewati membran tersebut (ukuran bukan merupakan faktor).^[3]

Membran biologis

Skema profil penampang melintang lipida yang khas.^[4]

Contoh membran semipermeabel biologis adalah lipida dwilapis, yang didasarkan pada membran plasma yang mengelilingi semua sel biologis.^[5] Sekelompok fosfolipida (terdiri dari kepala fosfat dan dua ekor asam lemak) ditata sedemikian rupa menjadi lapisan ganda, fosfolipida dwilapis adalah membran semipermeabel yang sangat spesifik dalam permeabilitasnya.^[6] Kepala hidrofilik fosfat berada di lapisan luar dan terpapar pada kandungan air di luar dan di dalam sel. Ekor hidrofobik adalah lapisan yang tersembunyi di bagian dalam membran. Fosfolipida dwilapis paling permeabel untuk zat terlarut kecil yang tidak bermuatan. Saluran protein mengapung melewati fosfolipid, dan, secara kolektif, model ini dikenal sebagai model mosaik cair.^[7]

Peran dalam komunikasi seluler

Membran semipermeabel berhubungan dengan komunikasi seluler. Membran sel terdiri dari protein dan fosfolipida.^[8] Molekul pemberi sinyal mengirim pesan kimia ke protein di membran sel. Molekul pemberi sinyal mengikat protein, yang mengubah protein.^[9] Pesan dikirim ke dalam sel dan tanggapan seluler tertentu dinyalakan atau diaktifkan.^[10]

Osmosis terbalik

Difusi air melalui membran selektif permeabel disebut sebagai osmosis. Membran ini memungkinkan hanya partikel-partikel tertentu untuk masuk termasuk air dan meninggalkan zat terlarut termasuk garam dan kontaminan lainnya. Dalam proses osmosis terbalik, membran komposit film tipis (TFC atau TFM) digunakan.^[11] Membran semipermeabel yang diproduksi terutama untuk digunakan dalam sistem pemurnian air atau desalinasi. Membran ini juga digunakan dalam aplikasi kimia seperti baterai dan sel bahan bakar. Pada dasarnya, bahan TFC adalah saringan molekuler yang dibangun dalam bentuk film dari dua atau lebih bahan berlapis. Prof. Sidney Loeb^[12] dan Srinivasa Sourirajan menemukan membran semipermeabel sintetis praktis pertama.^[13] Membran yang digunakan dalam osmosis terbalik secara umum terbuat dari poliamida, dipilih terutama untuk permeabilitasnya terhadap air dan impermeabilitas relatif terhadap berbagai kotoran terlarut termasuk ion garam dan molekul kecil lainnya yang tidak dapat disaring.^[14]

Jenis lain

Jenis membran semipermeabel lainnya adalah membran penukar kation (cation exchange membrane; CEM),^[15] membran muatan mosaik (charge mosaic membrane; CMM), membran bipolar (bipolar membrane; BPM), membran penukar anion (anion exchange membrane; AEM),^[15] membran penukar anion alkali (alkali anion exchange membrane; AAEM) dan membran penukar proton (proton exchange membrane; PEM).^[16]^[17]

Lihat pula

Referensi

^ Bancroft, Wilder D. (1916). "Semipermeable Membranes and Negative Adsorption". The Journal of Physical Chemistry (dalam bahasa Inggris). 21 (6): 441–453. doi:10.1021/j150177a001.
^ Ketta, M.; Tůmová, E. (2016). "Eggshell structure, measurements, and quality-affecting factors in laying hens: a review". Czech J. Anim. Sci. 61 (7): 299–309. doi:10.17221/46/2015-CJAS.
^ Wilbrandt, W. (1935). "The Significance of the Structure of A Membrane for Its Selective Permeability". The Journal of General Physiology. 18 (6): 933–965. PMID 19872901.
^ Mashaghi, A.; Partovi-Azar, P.; Jadidi, T.; Nafari, N.; Maass, P.; Tabar, M.R.; Bonn, M.; Bakker, H.J. (2012). "Hydration strongly affects the molecular and electronic structure of membrane phospholipids" (dalam bahasa Inggris). 136 (11). doi:10.1063/1.3694280.
^ Andersen, Olaf S.; Koeppe, II, Roger E. (Juni 2007). "Bilayer Thickness and Membrane Protein Function: An Energetic Perspective". Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure (dalam bahasa Inggris). 36 (1): 107–130. doi:10.1146/annurev.biophys.36.040306.132643. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2019-08-09. Diakses tanggal 12 Desember 2014.
^ Nagle JF, Tristram-Nagle S (November 2000). "Structure of lipid bilayers". Biochim. Biophys. Acta (dalam bahasa Inggris). 1469 (3): 159–95. doi:10.1016/S0304-4157(00)00016-2. PMC 2747654  . PMID 11063882.
^ Singer, S.J.; Nicolson, Garth L. (Februari 1972). "The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes". Science (dalam bahasa Inggris). 175 (4023): 720–731. doi:10.1126/science.175.4023.720.
^ Friedl, Sarah. "Semipermeable Membranes' Role in Cell Communication - Video & Lesson Transcript | Study.com". Study.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 6 April 2017.
^ Wood, David. "Semipermeable Membrane: Definition & Overview - Video & Lesson Transcript | Study.com". Study.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 6 April 2017.
^ Divecha, Nullin; Irvine, Robin F (27 Januari 1995). "Phospholipid signaling" (PDF, 0.04 MB). Cell (dalam bahasa Inggris). 80 (2): 269–278. doi:10.1016/0092-8674(95)90409-3. PMID 7834746.
^ Glater, J. (1998). "The early history of reverse osmosis membrane development". Desalination (dalam bahasa Inggris). 117: 297–309. doi:10.1016/S0011-9164(98)00122-2.
^ Weintraub, Bob (Desember 2001). "Sidney Loeb, Co-Inventor of Practical Reverse Osmosis". Bulletin of the Israel Chemical Society (dalam bahasa Inggris) (8): 8–9.
^ (A) US 3133132 (A), Sidney, Loeb & Sourirajan Srinivasa, "High flow porous membranes for separating water from saline solutions"
^ Wang, Yuchun; Thio, Yonathan S.; Doyle, Fiona M. (Agustus 1998). "Formation of semi-permeable polyamide skin layers on the surface of supported liquid membranes". Journal of Membrane Science (dalam bahasa Inggris). 147 (1): 109–116. doi:10.1016/S0376-7388(98)00129-X.
^ ^a ^b Tanaka, Yoshinobu (Januari 2015). Ion exchange membranes: fundamentals and applications (dalam bahasa Inggris). Japan: Elsevier. hlm. 47. ISBN 978-0-444-63319-4.
^ Rozendal, R.A.; Sleutels, T.H.; Hamelers, H.V. & Buisman, C.J. (2008). "Effect of the Type of Ion Exchange Membrane on Performance, Ion Transport, and pH in Biocatalyzed Electrolysis of Wastewater". Water Sci Technol. (dalam bahasa Inggris). 57 (11): 1757–1762. doi:10.2166/wst.2008.043. PMID 18547927.
^ Zhiwei Yang; et al. (2004). "Novel inorganic/organic hybrid electrolyte membranes" (PDF). Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. (dalam bahasa Inggris). 49 (2): 599. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-04-28. Diakses tanggal 2018-06-19.

Bacaan lebih lanjut

Koros, W. J.; Ma, Y. H. & Shimidzu, T. (1996). "Terminology for Membranes and Membrane Processes (IUPAC Recommendations 1996)" (PDF). Pure Appl. Chem. (dalam bahasa Inggris). 68 (7): 1479–1489. doi:10.1351/pac199668071479. Lihat dokumen ini untuk definisi penetran (permeant), membran sintetik (buatan), dan membran penukar anion.
"High Flow Porous Membranes for Separating Water from Saline Solutions US 3133132 A" (dalam bahasa Inggris). 12 Mei 1964. Diakses tanggal 22 April 2014.

Pranala luar

(Inggris) The European Membrane House^{[pranala nonaktif permanen]}, sebuah asosiasi internasional nirlaba yang dibuat untuk melanjutkan pekerjaan jaringan dan kemitraan yang dikembangkan di NanoMemPro, jaringan peneliti membran Eropa yang didanai oleh Uni Eropa.
(Inggris) Artikel pendek WiseGeek, "What is a Semipermeable Membrane".

[1] Bancroft, Wilder D. (1916). "Semipermeable Membranes and Negative Adsorption". The Journal of Physical Chemistry (dalam bahasa Inggris). 21 (6): 441–453. doi:10.1021/j150177a001.

[2] Ketta, M.; Tůmová, E. (2016). "Eggshell structure, measurements, and quality-affecting factors in laying hens: a review". Czech J. Anim. Sci. 61 (7): 299–309. doi:10.17221/46/2015-CJAS.

[3] Wilbrandt, W. (1935). "The Significance of the Structure of A Membrane for Its Selective Permeability". The Journal of General Physiology. 18 (6): 933–965. PMID 19872901.

[4] Mashaghi, A.; Partovi-Azar, P.; Jadidi, T.; Nafari, N.; Maass, P.; Tabar, M.R.; Bonn, M.; Bakker, H.J. (2012). "Hydration strongly affects the molecular and electronic structure of membrane phospholipids" (dalam bahasa Inggris). 136 (11). doi:10.1063/1.3694280.

[5] Andersen, Olaf S.; Koeppe, II, Roger E. (Juni 2007). "Bilayer Thickness and Membrane Protein Function: An Energetic Perspective". Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure (dalam bahasa Inggris). 36 (1): 107–130. doi:10.1146/annurev.biophys.36.040306.132643. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2019-08-09. Diakses tanggal 12 Desember 2014.

[6] Nagle JF, Tristram-Nagle S (November 2000). "Structure of lipid bilayers". Biochim. Biophys. Acta (dalam bahasa Inggris). 1469 (3): 159–95. doi:10.1016/S0304-4157(00)00016-2. PMC 2747654  . PMID 11063882.

[7] Singer, S.J.; Nicolson, Garth L. (Februari 1972). "The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes". Science (dalam bahasa Inggris). 175 (4023): 720–731. doi:10.1126/science.175.4023.720.

[:0-8] Friedl, Sarah. "Semipermeable Membranes' Role in Cell Communication - Video & Lesson Transcript | Study.com". Study.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 6 April 2017.

[:1-9] Wood, David. "Semipermeable Membrane: Definition & Overview - Video & Lesson Transcript | Study.com". Study.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 6 April 2017.

[10] Divecha, Nullin; Irvine, Robin F (27 Januari 1995). "Phospholipid signaling" (PDF, 0.04 MB). Cell (dalam bahasa Inggris). 80 (2): 269–278. doi:10.1016/0092-8674(95)90409-3. PMID 7834746.

[11] Glater, J. (1998). "The early history of reverse osmosis membrane development". Desalination (dalam bahasa Inggris). 117: 297–309. doi:10.1016/S0011-9164(98)00122-2.

[12] Weintraub, Bob (Desember 2001). "Sidney Loeb, Co-Inventor of Practical Reverse Osmosis". Bulletin of the Israel Chemical Society (dalam bahasa Inggris) (8): 8–9.

[13] (A) US 3133132 (A), Sidney, Loeb & Sourirajan Srinivasa, "High flow porous membranes for separating water from saline solutions"

[14] Wang, Yuchun; Thio, Yonathan S.; Doyle, Fiona M. (Agustus 1998). "Formation of semi-permeable polyamide skin layers on the surface of supported liquid membranes". Journal of Membrane Science (dalam bahasa Inggris). 147 (1): 109–116. doi:10.1016/S0376-7388(98)00129-X.

[Yoshinobu-15] Tanaka, Yoshinobu (Januari 2015). Ion exchange membranes: fundamentals and applications (dalam bahasa Inggris). Japan: Elsevier. hlm. 47. ISBN 978-0-444-63319-4.

[16] Rozendal, R.A.; Sleutels, T.H.; Hamelers, H.V. & Buisman, C.J. (2008). "Effect of the Type of Ion Exchange Membrane on Performance, Ion Transport, and pH in Biocatalyzed Electrolysis of Wastewater". Water Sci Technol. (dalam bahasa Inggris). 57 (11): 1757–1762. doi:10.2166/wst.2008.043. PMID 18547927.

[17] Zhiwei Yang; et al. (2004). "Novel inorganic/organic hybrid electrolyte membranes" (PDF). Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. (dalam bahasa Inggris). 49 (2): 599. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-04-28. Diakses tanggal 2018-06-19.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]