Strato dipolare e potenziale elettrico nelle membrane biologiche


Pubblicato da Raffo in Fisica

Il dipolo elettrico è l’insieme di due cariche elettriche non sovrapposte di segno opposto. Quando queste cariche si distribuiscono uniformemente su due superfici parallele tra loro generano uno strato dipolare come avviene nelle membrane biologiche.
Supponendo che le due cariche siano separate tra loro da una distanza o spessore d e che si voglia calcolare il potenziale elettrico generato dal doppio strato in un punto P la cui distanza r dal doppio strato sia maggiore del suo spessore, la formula da applicare è la seguente:

Dove ε0 è la costante dielettrica nel vuoto, p è il momento dipolo e εr è la costante dielettrica dello strato dipolare. Sapendo che il momento di polo p= qd (carica per distanza del punto dal dipolo) e che la carica è q=±σS (densità di carica per superficie dello strato), abbiamo che il potenziale elettrico è:

Applicando la definizione di angolo solido Ω che sottende dal punto P lo strato dipolare:

La formula diventa perciò:

Essendo σd=ps, ovvero il modulo del dipolo elettrico per unità di superficie dello strato dipolare, allora si può scrivere:

In conclusione possiamo dire che segno del potenziale elettrico generato dal doppio strato in un punto P dipende dal segno delle cariche dello strato dipolare, mentre il valore dipende dalla densità di carica σ, dalla distanza d del punto P dal dipolo e dall’angolo solido Ω sotto cui viene osservato lo strato dipolare P.
I concetti di dipolo elettrico e doppio strato delle membrane biologiche trovano applicazioni importanti per la determinazione dei tracciati elettrocardiografici, elettromiografici ed elettroencefalografici.

Fonte: Fisica biomedica “Scannicchio”


Autore

Raffo

Raffo

Ciao a tutti, mi chiamo Raffaele Cocomazzi e sono il cofondatore di BMScience. Sono appassionato di Scienza, Medicina, Chimica e Tecnologia. Diplomato presso l'ISIS "Luigi Di Maggio" di San Giovanni Rotondo (FG) con opzione Biotecnologie Sanitarie e studente di medicina presso l'Università degli Studi di Foggia. Se ti piacciono i miei contenuti lascia un commento ed aiutaci a diffonderli. Per contattarmi o maggiori informazioni seguimi su: Twitter o Facebook.




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