Рівняння Нерста-Планка.
Важливим елементом функціонування мембран являється їх спроможність пропускати або не пропускати молекули (атоми) та іони. Як синонім переносу частинок в біофізиці широкого розповсюдження набув такий термін як транспорт частинок.
Пасивний транспорт – транспорт речовин за градієнтом концентрації, що не потребує витрат енергії. Пасивно відбувається транспорт гідрофобних речовин крізь ліпідний бішар. Пасивний транспорт, в якому беруть участь мембранні білки, називають полегшеною дифузією.
Закони Фіка. В системі з градієнтом концентрації речовини dC/dx в напрямку х дифузійний потік J визначається першим законом Фіка:
,
де D – коефіцієнт дифузії (знак "-" вказує на напрямок потоку від більших концентрацій до менших).
У разі градієнту концентрації не лише в напрямку х, треба використовувати загальнішу формулу:
,
де μ - хімічний потенціал.
В загальному випадку перенос іонів визначається двома факторами: нерівномірністю їх розподілення, тобто градієнтом концентрації, та дією електричного поля:
J = -D(d c/ d x) - u mZFс(dφ/d x) - рівняння Нернста-Планка.
Електрохімічний потенціал – термодинамічна функція, що характеризує стан якого-небудь компоненту, що складається із заряджених частинок (електронів, іонів), у фазі даного складу. Електрохімічний потенціал може бути визначений як приріст будь-якого з термодинамічних потенціалів системи при введенні в неї однієї зарядженої частинки i -того компоненту при незмінних решти всіх змінних, від яких залежить даний потенціал. Таким чином, різність електрохімічних потенціалів між двома точками є енергією, яка буде виділена в системі при переміщенні частинки між ними. Електрохімічний потенціал 
виражається формулою:
,
де 
– хімічний потенціал i -того компоненту, 
– заряд частинки, 
– електричний потенціал, 
– елементарний заряд; член 
виражає роботу по подоланню електричних сил. Якщо електрохімічний потенціал відноситься до 1 молю речовини, цей член дорівнює 
, де 
– число Фарадея.
