L'applicazione di un campo elettrico all'acqua in una proteina naturale aumenta sostanzialmente il flusso del liquido e apre la possibilità di fornire una tecnologia di trattamento dell'acqua più efficiente, secondo uno studio co-autore di accademici UCD.

La ricerca ha scoperto che applicando campi elettrici polarizzati circolarmente all'acqua nei canali proteici di membrana umani, noto come acquaporina 4, portato a "elettropompaggio" che raddoppia il flusso di acqua attraverso i canali biologici.

Le acquaporine (AQP) sono proteine ​​che incanalano l'acqua in tutte le forme di vita conosciute e sono cruciali per la regolazione dell'acqua negli organi e nelle cellule.

Lo studio pubblicato su Journal of Physical Chemistry Letters è stato co-autore del professor Niall English, Scuola UCD di ingegneria chimica e dei bioprocessi, e il dottor Christian J Burnham, già UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering.

I ricercatori hanno utilizzato una simulazione di dinamica molecolare per studiare quale effetto avrebbe l'applicazione della forza esterna di un campo elettrico sulla permeabilità - o flusso d'acqua - attraverso un'acquaporina.

I campi elettrici polarizzati circolarmente (CP) ruotano come un'elica. I ricercatori hanno scoperto che, quando applicato alle molecole d'acqua, il momento rotazionale o simile a un'elica del campo CP spinge l'acqua in un momento lineare o in avanti.

L'applicazione dei campi elettrici CP ha portato a quello che hanno descritto come "elettropompaggio", che ha raddoppiato il flusso d'acqua attraverso l'acquaporina.

Le analisi hanno anche scoperto che le molecole di sale nell'acqua salata sono troppo grandi per uscire dalle acquaporine, e, di conseguenza, il processo fornisce anche un metodo di desalinizzazione dell'acqua.

"Ciò che è nuovo [in questo studio] è la nostra capacità di controllare e manipolare la quantità, la velocità e la velocità con cui l'acqua permea attraverso la membrana, ", ha detto il professor Niall English.

"Possiamo raddoppiare il tasso di permeabilità dell'acqua attraverso le acquaporine utilizzando i campi CP".

Gli autori hanno concluso che l'"elettropompaggio" aumenta la "possibilità innovativa di miglioramento del campo rotante e controllo della permeabilità all'acqua nelle acquaporine, o altri biocanali come tecnologia di trattamento delle acque potenzialmente praticabile e competitiva".