Membrane plasmiqueLa membrane plasmique, également appelée membrane cellulaire, membrane cytoplasmique, voire plasmalemme, est une membrane biologique séparant l'intérieur d'une cellule, appelé cytoplasme, de son environnement extérieur, c'est-à-dire du milieu extracellulaire. Cette membrane joue un rôle biologique fondamental en isolant la cellule de son environnement.
Membrane (chimie)Une membrane est une structure de faible épaisseur, relativement à sa taille, séparant deux milieux en empêchant toute la matière dans le cas de certaines membranes biologiques, ou seulement une partie de la matière de passer de l'un à l'autre des milieux en fonction de la largeur de ses pores et de son épaisseur. Le concept de membrane date du , mais n’a été utilisé, pour les membranes synthétiques, massivement en dehors des laboratoires qu'à partir de la seconde guerre mondiale.
Membrane hémi-perméableSemipermeable membrane is a type of biological or synthetic, polymeric membrane that will allow certain molecules or ions to pass through it by osmosis. The rate of passage depends on the pressure, concentration, and temperature of the molecules or solutes on either side, as well as the permeability of the membrane to each solute. Depending on the membrane and the solute, permeability may depend on solute size, solubility, properties, or chemistry. How the membrane is constructed to be selective in its permeability will determine the rate and the permeability.
Transport actifthumb|300px| L'Action de la pompe Na-K est un exemple de transport actif primaire En biologie, le transport actif désigne le passage d'un ion ou d'une molécule à travers une membrane contre son gradient de concentration. Si le processus utilise de l'énergie chimique produite, par exemple, par l'hydrolyse d'un nucléotide triphosphate comme l'adénosine triphosphate, on le nomme transport actif primaire. Le transport actif secondaire implique quant à lui l'utilisation d'un gradient électrochimique.
Potentiel électrochimique de membraneToute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.
Méthode de séparation membranaireLes méthodes de séparation membranaire sont un procédé de séparation de fluides utilisant comme agent séparant une membrane synthétique qui est une couche mince de matière. L’épaisseur d’une membrane peut varier de à un peu plus de . Elle permet l’arrêt ou le passage sélectif de certaines substances dissoutes ou non dans un mélange, entre les deux milieux qu’elle sépare. La partie du mélange retenue par la membrane est appelée rétentat (ou concentrat) alors que celle qui traverse cette dernière est appelée perméat.
OsmoseL'osmose est le phénomène de diffusion de la matière caractérisé par le passage de molécules de solvant d'une solution vers une autre à travers la membrane semi-perméable qui sépare ces deux solutions dont les concentrations en soluté sont différentes ; le transfert global de solvant se fait alors de la solution la moins concentrée (milieu hypotonique) vers la solution la plus concentrée (milieu hypertonique) jusqu'à l'équilibre (milieux isotoniques).
Membrane synthétiquevignette|Schéma d'une membrane. Une membrane synthétique est une membrane agissant comme un filtre dans des procédés industriels ou des expériences biochimiques. Une membrane est une couche de matériau servant de filtre entre deux phases, imperméable à certaines particules, molécules ou substances dans certaines conditions. Certains composant peuvent traverser la membrane par le flux d'imprégnation, tandis que d'autres ne passent pas et s'accumulent dans le flux de retenue.
Protéine membranaireLes protéines membranaires constituent l'une des trois principales classes de protéines à côté des protéines fibreuses et des protéines globulaires. Suivant le type de cellule et d'organite cellulaire, une membrane peut contenir des centaines de protéines différentes. Chaque protéine membranaire possède une orientation définie par rapport au cytoplasme : c'est pourquoi les propriétés des faces de la membrane sont très différentes. On parle de l’asymétrie de la membrane.
ÉlectrolyteUn électrolyte est une substance conductrice en raison de la présence d'ions mobiles. Il existe des électrolytes liquides et solides. Les électrolytes liquides peuvent être des sels fondus, constitués uniquement d'ions, ou des solutions ioniques dans lesquelles un sel est dissous dans un solvant polaire comme l'eau. Les électrolytes solides sont des cristaux dans lesquels certains ions sont mobiles ou des polymères comme ceux utilisés dans les membranes échangeuses d'ions.
Transport membranaireLe transport membranaire est le passage d'une molécule ou d'un ion à travers une membrane plasmique. Il implique un déplacement entre deux compartiments séparés par une membrane, dont les propriétés et la composition influeront sur ce transport. Il existe plusieurs types de transport membranaire. transport passif Le transport passif est un transport qui se fait sans consommation d'énergie, il se fait donc selon le gradient électrochimique (ou, pour les solutés non chargés, selon le gradient de concentration).
Transporteur membranairevignette|Schéma d'un transporteurs membranaires. Les transporteurs membranaires sont des protéines transmembranaires qui permettent le transport membranaire des métabolites. Ils ont deux propriétés principales : être sélectifs et être contrôlés de façon très fine. La membrane cellulaire est imperméable aux molécules hydrophiles. Ceci permet d'éviter à la cellule de perdre son contenu et permet de séparer l'intérieur de l'extérieur.
Énergie osmotiquevignette|L'installation par électrodialyse inverse (RED) aux Pays-Bas. L’énergie osmotique, ou énergie bleue, est l'énergie dégagée lors de la rencontre entre deux eaux avec des concentrations en sel différentes (entre l'eau de mer et l'eau d’une rivière par exemple). À l’issue du processus ne reste que de l'eau saumâtre. Cette énergie a été inscrite en 2022 dans la directive RED II de l’Union européenne, comme une source d’énergie renouvelable au même titre que d’autres énergies renouvelables telles que l’énergie solaire ou éolienne.
Protéine membranaire périphériqueredresse=1.67|vignette|Représentation des différents types d'interaction entre protéines membranaires monotopiques et membrane biologique : (1) interaction par une hélice α amphiphile parallèle au plan de la membrane ; (2) interaction par une boucle hydrophobe ; (3) interaction par un lipide membranaire lié par covalence (lipidation) ; (4) interaction électrostatique ou ionique avec les lipides membranaires (par exemple par l'intermédiaire de cations de calcium Ca).
Dessalementthumb|Usine de dessalement par osmose inverse à Barcelone en Espagne. Le dessalement de l'eau ou désalinisation est un processus qui permet d'obtenir de l'eau douce (potable ou, plus rarement en raison de son coût, utilisable pour l'irrigation) à partir d'une eau saumâtre ou salée (eau de mer notamment). Très généralement, il est plus simple et plus économique de rechercher des sources d'eau douce à traiter (eaux de surface, telles que lac et rivière, ou eau souterraine), que de dessaler l'eau de mer.
Electrolytic capacitorAn electrolytic capacitor is a polarized capacitor whose anode or positive plate is made of a metal that forms an insulating oxide layer through anodization. This oxide layer acts as the dielectric of the capacitor. A solid, liquid, or gel electrolyte covers the surface of this oxide layer, serving as the cathode or negative plate of the capacitor. Because of their very thin dielectric oxide layer and enlarged anode surface, electrolytic capacitors have a much higher capacitance-voltage (CV) product per unit volume than ceramic capacitors or film capacitors, and so can have large capacitance values.
Osmose inversethumb|Système de filtre à osmose inverse|219x219px thumb|Système de filtre à osmose inverse L’osmose inverse est un système de purification de l'eau contenant des matières en solution par un système de filtrage très fin qui ne laisse passer que les molécules d'eau. L'eau comporte des solutés, particulièrement des sels.
Liquide ioniqueLes liquides ioniques sont des sels possédant une température de fusion inférieure à et souvent même inférieurs à la température ambiante. Les liquides ioniques fondus à la température ambiante présentent de nombreux avantages pratiques et sont donc très utilisés. Le terme générique "liquide ionique" (en anglais : ionic liquid) a été introduit en 1943. L'ioliomique est en chimie (biologie ou médecine) l'étude du comportement des ions dans les liquides. La liste des liquides ioniques ne cesse d’augmenter.
Reverse osmosis plantA reverse osmosis plant is a manufacturing plant where the process of reverse osmosis takes place. Reverse osmosis is a common process to purify or desalinate contaminated water by forcing water through a membrane. Water produced by reverse osmosis may be used for a variety of purposes, including desalination, wastewater treatment, concentration of contaminants, and the reclamation of dissolved minerals. An average modern reverse osmosis plant needs six kilowatt-hours of electricity to desalinate one cubic metre of water.
Aluminum electrolytic capacitorAluminum electrolytic capacitors are polarized electrolytic capacitors whose anode electrode (+) is made of a pure aluminum foil with an etched surface. The aluminum forms a very thin insulating layer of aluminum oxide by anodization that acts as the dielectric of the capacitor. A non-solid electrolyte covers the rough surface of the oxide layer, serving in principle as the second electrode (cathode) (-) of the capacitor. A second aluminum foil called “cathode foil” contacts the electrolyte and serves as the electrical connection to the negative terminal of the capacitor.
