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1.2.2.2 Processus de transport diffusif
1.2.2.2.1 Force effective de diffusion et vitesse de diffusion
La formation d'une interface plane entre des phases gazeuse et liquide,
comme entre l'air et une solution aqueuse contenant des protéines solubles, aura
pour effet de créer une dissymétrie des forces agissant sur les molécules de
solvant à la surface de la phase liquide et fera en sorte que celles-ci possèderont
une énergie surfacique excédentaire. Or, la seule manière pour l'interface
fraîchement formée de réduire cet excédent d'énergie surfacique (autre que de
réduire l'aire interfaciale, considérée ici comme étant fixe), c'est de favoriser
l'adsorption des protéines dissoutes. Ainsi, si le potentiel chimique des protéines
solubles est plus élevé dans la solution, alors celles-ci auront à tendance à
s'adsorber positivement à l'interface, là où le potentiel chimique est le moins élevé.
Donc, il y aura une force effective (moyenne) de diffusion (F d ) 15 due à ce gradient
de potentiel chimique qui causera un transport global des protéines dissoutes vers
l'interface. Formellement, on écrit cela tel que
26
F __ dj1(z)
d - dz (1.28)
où f.J(z) représente le potentiel chimique total à une distance z donnée de
l'interface. On qualifiera de diffusif, tout processus de transport matériel basé sur
cette force effective.
Évidemment, ce transport se déroule à une certaine vitesse, laquelle sera
proportionnelle à cette force. Afin de déterminer cette vitesse, on peut considérer
15 Il ne faut pas voir cette force comme étant une force mécanique s'appliquant individuellement sur
chaque protéine. En fait, seul le mouvement brownien résultant des collisions entre les protéines
causera le mouvement global et unidirectionnel de celles-ci à l'origine du processus de diffusion.
L'origine physique de cette force vient du fait que les protéines ont une plus grande probabilité de
se déplacer d'un milieu avec un potentiel chimique élevé vers un autre avec un potentiel chimique
moins élevé (par exemple, d'une région très concentrée d'une solution vers une autre moins
concentrée).