Elektrisk feltboost til vandgennemstrømning tilbyder potentielt alternativ vandbehandlingsteknologi

Påføring af et elektrisk felt på vand i et naturligt forekommende protein øger strømmen af ​​væsken væsentligt og åbner muligheden for at levere mere effektiv vandbehandlingsteknologi, ifølge en undersøgelse, der er medforfattet af UCD-akademikere.

Forskningen fandt, at anvendelse af cirkulært polariserede elektriske felter på vand i menneskelige membran-proteinkanaler, kendt som aquaporin 4, resulteret i "elektro-pumpning", der fordobler strømmen af ​​vand gennem de biologiske kanaler.

Aquaporiner (AQP) er proteiner, der kanaliserer vand i alle kendte livsformer og er afgørende for reguleringen af ​​vand i organer og celler.

Undersøgelsen offentliggjort i Journal of Physical Chemistry Letters var medforfatter af professor Niall English, UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering, og Dr. Christian J Burnham, tidligere UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering.

Forskerne brugte en molekylær dynamiksimulering til at studere, hvilken effekt anvendelsen af ​​den ydre kraft af et elektrisk felt ville have på permeabiliteten - eller strømmen af ​​vand - gennem en aquaporin.

Cirkulært polariserede (CP) elektriske felter roterer på en propellignende måde. Forskerne fandt ud af, at når det påføres vandmolekyler, skubber CP-feltets rotations- eller propellignende momentum vand ind i lineært eller fremadgående momentum.

Anvendelsen af ​​de elektriske CP-felter resulterede i, hvad de beskrev som "elektro-pumpning", hvilket fordoblede strømmen af ​​vand gennem aquaporin.

Analyserne viste også, at saltmolekyler i saltvand er for store til at komme ud af aquaporinerne, og, som resultat, processen giver også en metode til afsaltning af vand.

"Det nye [i denne undersøgelse] er vores evne til at kontrollere og manipulere mængden og hastigheden og hastigheden, hvormed vand trænger gennem membranen, sagde professor Niall engelsk.

"Vi kan fordoble vandets permeabilitet gennem aquaporiner ved hjælp af CP-felter."

Forfatterne konkluderede, at "elektropumpning" øger "gennembrudsmuligheden for forbedring af roterende felter og kontrol over vandgennemtrængeligheden i aquaporiner, eller andre biokanaler som en potentielt levedygtig og konkurrencedygtig vandrensningsteknologi ".