Físicos da École Normale Supérieure e da Universidade de Ciências e Letras de Paris, na França, provaram teoricamente que a peneiração ativa, em oposição à sua contraparte passiva, pode melhorar as habilidades de separação dos sistemas de filtração. Essas novas visões sobre como a peneiração ativa poderia melhorar sistemas como os usados ​​na purificação de água e diálise foram relatadas esta semana em The Journal of Chemical Physics . A peneira ativa também tem o potencial de filtrar moléculas com base na dinâmica do movimento, abrindo um caminho totalmente novo no campo da ciência da membrana com base na capacidade de ajustar a pressão osmótica.

Peneiras, de escorredores de cozinha a máquinas de diálise complexas, todos têm poros "passivos" para filtrar moléculas indesejadas do produto desejado. Embora o esforço do espaguete seja um exemplo simples, a filtragem de moléculas específicas em nível nanoescala para aplicações biomédicas e para a produção de água limpa é um processo complexo e caro. Quaisquer melhorias neste processo estão sujeitas a muitas investigações.

A peneira ativa substitui os orifícios passivos em uma peneira por aberturas semelhantes a portas que abrem e fecham de acordo com comandos externos. Esses poros ativos podem discriminar precisamente entre as moléculas e ser ligados e desligados dependendo das condições exatas de peneiramento. Portanto, a peneiração ativa oferece um nível de controle dinâmico que não possuímos nos sistemas de filtração atuais.

Os pesquisadores investigaram alguns tipos de comandos externos para controlar as portas dos poros de uma peneira, incluindo uma 'vibração' mecânica e um sinal elétrico para alterar a carga que protege as portas.

"Nós montamos uma estrutura geral para descrever orifícios na membrana que têm algum tipo de aspecto dinâmico que você pode modificar externamente, "disse Sophie Marbach na École Normale Supérieure." É uma proposta empolgante porque é um novo conceito e não sabemos a que vai levar. "

Uma das possibilidades é que as moléculas possam ser classificadas ativamente, ou seja, classificar as moléculas de movimento rápido separadamente das lentas com base em suas propriedades dinâmicas. Isso seria útil para fazer distinções sutis entre moléculas muito semelhantes e já se sabe que ocorrem na natureza. Por exemplo, o poro KscA, um canal de potássio encontrado nas bactérias do solo, acredita-se que selecione o potássio usando sua velocidade para distingui-lo do sódio de tamanho e carga muito semelhantes.

A "pressão osmótica" de um filtro é crítica para que as moléculas se movam através dos nanoporos, mas a mudança ativa dos poros altera a pressão osmótica e muda o status quo. Isso sugere que o ajuste da pressão osmótica pode ser aproveitado para desenvolver ainda mais as técnicas de peneiramento.

"Como o referencial teórico está em um estágio inicial, não é óbvio saber as consequências do que vai acontecer, "Marbach disse." Há muitas questões teóricas pendentes. "