Aplicar um campo elétrico à água em uma proteína que ocorre naturalmente aumenta substancialmente o fluxo do líquido e abre a possibilidade de fornecer uma tecnologia de tratamento de água mais eficiente, de acordo com um estudo em coautoria com acadêmicos da UCD.

A pesquisa descobriu que a aplicação de campos elétricos polarizados circularmente à água em canais de proteína de membrana humana, conhecido como aquaporina 4, resultou em "eletrobombeamento" que dobra o fluxo de água através dos canais biológicos.

Aquaporinas (AQP) são proteínas que canalizam a água em todas as formas de vida conhecidas e são cruciais para a regulação da água em órgãos e células.

O estudo publicado no Journal of Physical Chemistry Letters foi coautor do Professor Niall English, Escola de Engenharia Química e de Bioprocessos da UCD, e Dr. Christian J Burnham, anteriormente UCD Escola de Engenharia Química e de Bioprocessos.

Os pesquisadores usaram uma simulação de dinâmica molecular para estudar que efeito a aplicação da força externa de um campo elétrico teria sobre a permeabilidade - ou fluxo de água - através de uma aquaporina.

Os campos elétricos polarizados circularmente (CP) giram como uma hélice. Os pesquisadores descobriram que, quando aplicado às moléculas de água, o momento rotacional ou semelhante a uma hélice do campo CP empurra a água para um momento linear ou para frente.

A aplicação dos campos elétricos do CP resultou no que eles descreveram como "eletrobombeamento", que dobrou o fluxo de água através da aquaporina.

As análises também descobriram que as moléculas de sal na água salgada são muito grandes para sair das aquaporinas, e, como resultado, o processo também fornece um método de dessalinização da água.

"O que é novo [neste estudo] é a nossa capacidade de controlar e manipular a quantidade, a velocidade e a taxa com que a água está permeando através da membrana, "disse o professor Niall English.

"Podemos dobrar a taxa de permeabilidade da água por meio de aquaporinas usando campos de CP."

Os autores concluíram que o "eletro-bombeamento" aumenta a "possibilidade de avanço do aumento do campo rotativo e controle sobre a permeabilidade da água em aquaporinas, ou outros biocanais como uma tecnologia de tratamento de água potencialmente viável e competitiva ".