Desde el deseo de desarrollar tecnologías innovadoras para la filtración y purificación del agua, los investigadores han desarrollado membranas con canales artificiales inspirados en las proteínas que forman los poros en las membranas biológicas: las acuaporinas. Mediante una técnica espectroscópica innovadora, han podido observar que,En el espacio muy restringido en estos canales, las moléculas de agua se organizan de manera muy regular, en una estructura de alambre molecular orientada: el agua se ha vuelto "quiral".
La identificación del agua quiral en los canales artificiales en estas membranas lipídicas, en condiciones fisiológicas similares a los poros naturales, fue un tour de force. Esta disposición muy regular de moléculas ya se había observado en estructuras sólidas de compuestos naturales o artificiales, pero esdifícil de observar en solución, donde las moléculas de agua son muy móviles.
Esta disposición de "alambre" de las moléculas de agua se explica por la polaridad de la molécula de agua conjugada con la asimetría de los canales. El agua, a través de enlaces de hidrógeno, interactúa con las paredes de los canales artificiales. En las superestructuras resultantes, las moléculas que se formanlos canales transmiten su carácter quiral a los hilos de agua y dan a las moléculas de agua una dirección preferida, lo que llevó a la hipótesis de los investigadores: esta orientación colectiva de las moléculas de agua probablemente juega un papel importante en la activación o la selección del transporte a través de la membrana.
Y de hecho, los experimentos de laboratorio, respaldados por cálculos de dinámica molecular, confirmaron que estas disposiciones quirales presentan mayores propiedades de transferencia que sus equivalentes no quirales, donde el agua presenta una disposición molecular aleatoria. En otras palabras, la quiralidad del agua causa una mayor movilidad en nano-canales, que aumentan los transportes de material, con una entrada de energía exterior reducida.
Este descubrimiento abre una amplia área de aplicación para la filtración y purificación de agua. Actualmente, los investigadores están desarrollando membranas de ósmosis inversa, comúnmente utilizadas para desalinizar agua de mar. Ya han obtenido resultados prometedores en términos de mejora de la permeabilidad y selectividad de la membrana, que sonambos criterios indispensables para la filtración.
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Materiales proporcionado por CNRS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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