L'application d'un champ électrique à l'eau dans une protéine naturelle augmente considérablement le débit du liquide et ouvre la possibilité de fournir une technologie de traitement de l'eau plus efficace, selon une étude co-écrite par des universitaires de l'UCD.

La recherche a révélé que l'application de champs électriques polarisés circulairement à l'eau dans les canaux de protéines membranaires humaines, connu sous le nom d'aquaporine 4, entraîné un « électropompage » qui double le débit d'eau à travers les canaux biologiques.

Les aquaporines (AQP) sont des protéines qui canalisent l'eau dans toutes les formes de vie connues et sont essentielles à la régulation de l'eau dans les organes et les cellules.

L'étude publiée dans le Journal des lettres de chimie physique a été co-écrit par le professeur Niall English, École de génie chimique et des bioprocédés de l'UCD, et Dr Christian J Burnham, anciennement UCD School of Chemical and Bioprocess Engineering.

Les chercheurs ont utilisé une simulation de dynamique moléculaire pour étudier l'effet que l'application de la force externe d'un champ électrique aurait sur la perméabilité – ou l'écoulement de l'eau – à travers une aquaporine.

Les champs électriques à polarisation circulaire (CP) tournent à la manière d'une hélice. Les chercheurs ont découvert que lorsqu'il est appliqué aux molécules d'eau, l'élan de rotation ou semblable à une hélice du champ CP pousse l'eau dans un élan linéaire ou vers l'avant.

L'application des champs électriques CP a abouti à ce qu'ils ont décrit comme « l'électropompage », qui a doublé le débit d'eau à travers l'aquaporine.

Les analyses ont également révélé que les molécules de sel dans l'eau salée sont trop grosses pour sortir des aquaporines, et, par conséquent, le procédé fournit également une méthode de dessalement de l'eau.

"Ce qui est nouveau [dans cette étude], c'est notre capacité à contrôler et à manipuler la quantité, la vitesse et la vitesse à laquelle l'eau pénètre à travers la membrane, " a déclaré le professeur Niall English.

"Nous pouvons doubler le taux de perméabilité de l'eau à travers les aquaporines en utilisant des champs CP."

Les auteurs ont conclu que le « électropompage » soulève la « possibilité révolutionnaire d'amélioration du champ tournant et de contrôle de la perméabilité à l'eau dans les aquaporines, ou d'autres biocanaux en tant que technologie de traitement de l'eau potentiellement viable et compétitive".