Un tamaño justo revela que los nanotubos de carbono pueden filtrar el agua con mayor eficiencia que las proteínas biológicas, según revela un nuevo estudio. Los resultados podrían allanar el camino hacia nuevos sistemas de filtración de agua, en un momento en que las demandas de agua dulce representan una amenaza global paradesarrollo sostenible.
Una clase de proteínas biológicas, llamadas aquaporinas, puede filtrar eficazmente el agua, pero los científicos no han podido fabricar sistemas escalables que imiten esta capacidad. Las acuaporinas generalmente exhiben canales para filtrar moléculas de agua en un ancho estrecho de 0.3 nanómetros, quefuerza a las moléculas de agua a formar una cadena de una sola fila.
Aquí, Ramya H. Tunuguntla y sus colegas experimentaron con nanotubos de diferentes anchos para ver cuáles son los mejores para filtrar el agua. Curiosamente, descubrieron que los nanotubos de carbono con un ancho de 0.8 nanómetros superaron a las aquaporinas en la eficiencia de filtrado en un factor de seis.
Estas estrechas porinas de nanotubos de carbono nCNTP todavía eran lo suficientemente delgadas como para forzar a las moléculas de agua a formar una cadena de una sola fila. Los investigadores atribuyen las diferencias entre las acuaporinas y las nCNTPS a las diferencias en la unión de hidrógeno, mientras que los residuos de revestimiento de poros en las acuaporinas puedendonar o aceptar enlaces H a las moléculas de agua entrantes, las paredes de los CNTP no pueden formar enlaces H, lo que permite el flujo de agua sin obstáculos.
Los nCNTP en este estudio mantuvieron una permeabilidad superior a la del agua salada típica, disminuyendo solo a concentraciones de sal muy altas. Finalmente, el equipo descubrió que al cambiar las cargas en la boca del nanotubo, pueden alterar la selectividad de iones. Este avance esresaltado en una perspectiva por Zuzanna Siwy y Francesco Fornasiero.
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