Het toepassen van een elektrisch veld op water in een natuurlijk voorkomend eiwit verhoogt de vloeistofstroom aanzienlijk en opent de mogelijkheid om efficiëntere waterbehandelingstechnologie te leveren, volgens een studie die mede is geschreven door UCD-academici.

Uit het onderzoek bleek dat het toepassen van circulair gepolariseerde elektrische velden op water in menselijke membraan-eiwitkanalen, bekend als aquaporine 4, resulteerde in "elektropompen" dat de waterstroom door de biologische kanalen verdubbelt.

Aquaporines (AQP) zijn eiwitten die water in alle bekende levensvormen kanaliseren en zijn cruciaal voor de regulatie van water in organen en cellen.

De studie gepubliceerd in de Journal of Physical Chemistry Letters was co-auteur van professor Niall English, UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering, en Dr. Christian J Burnham, voorheen UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering.

De onderzoekers gebruikten een moleculaire dynamica-simulatie om te bestuderen welk effect de toepassing van de externe kracht van een elektrisch veld zou hebben op de permeabiliteit - of stroming van water - door een aquaporine.

Circulair gepolariseerde (CP) elektrische velden roteren op een propellerachtige manier. De onderzoekers ontdekten dat wanneer toegepast op watermoleculen het roterende of propellerachtige momentum van het CP-veld water in een lineair of voorwaarts momentum stuwt.

De toepassing van de elektrische CP-velden resulteerde in wat zij beschreven als "elektropompen", waardoor de waterstroom door de aquaporine verdubbelde.

Uit de analyses bleek ook dat zoutmoleculen in zout water te groot zijn om de aquaporines te verlaten, en, als resultaat, het proces biedt ook een methode voor het ontzilten van water.

"Wat nieuw is [in deze studie] is ons vermogen om de hoeveelheid en de snelheid en snelheid waarmee water door het membraan dringt, te controleren en te manipuleren, " zei professor Niall Engels.

"We kunnen de doorlaatbaarheid van het water door aquaporines verdubbelen met behulp van CP-velden."

De auteurs concludeerden dat het "elektropompen" de "doorbraakmogelijkheid van roterende veldverbetering en controle over de waterdoorlatendheid in aquaporines verhoogt, of andere biokanalen als een potentieel levensvatbare en concurrerende waterbehandelingstechnologie".