Home » Știință » Un fenomen surprinzător al fizicii a fost scos la iveală. O proprietate a apei, recent descoperită, poate revoluţiona genetica

Un fenomen surprinzător al fizicii a fost scos la iveală. O proprietate a apei, recent descoperită, poate revoluţiona genetica

Un fenomen surprinzător al fizicii a fost scos la iveală. O proprietate a apei, recent descoperită, poate revoluţiona genetica
Publicat: 07.07.2018
Cercetătorii americani de la Universitatea Illinois au elaborat o teorie conform căreia apa poate fi comprimată semnificativ cu ajutorul unui câmp electric, deşi se cunoaşte că apa are proprietatea de a nu se comprima proporţional cu presiunea exercitată asupra acesteia.

Profesorul de fizică Aleksei Aksimentiev împreună cu James Wilson au găsit că un câmp electric de energie ridicată aplicat la o mică gaură dintr-o membrană de grafen poate comprima moleculele de apă care se deplasează prin pori cu 3%. Aceştia au susţinut că această comprimare a apei se poate dovedi utilă în filtrarea cu precizie a biomoleculelor în studiile biomedicale, relatează Phys.

Descoperirile au fost publicate recent în Physical Review Letters. „Este un fenomen neaşteptat, contrar cu ce credeam despre transportul prin nanopori. Ne-a luat trei ani să vedem experimental ce ne arătau simulările. După explorarea mai multor soluţii posibile, succesul a venit atunci când am realizat că nu trebuie să plecăm de la premiza că apa nu poate fi comprimată. Acum că înţelegem ce se întâmplă în cazul simulărilor computerizate, am putut reproduce fenomenul în calculele teoretice”, a precizat Aksimentiev.

Astfel, oamenii de ştiinţă au testat noi metode în secvenţierea ADN-ului cu ajutorul nanoporilor de grafen. În ultimii ani, metoda aceasta a arătat multe promisiuni pentru secvenţierea accesibilă a ADN-ului.

ADN-ul este suspendat în apă, iar apoi acesta, apa şi ionii sunt traşi de un câmp electric printr-o mică gaură în membrana de grafen. Câmpul electric aplicat membranei atrage ionii dizolvaţi şi orice particulă încărcată electronic – ADN-ul este o moleculă încărcată negativ. Cele patru nucleobaze sunt văzute ca diferenţe în fluxul ionilor.

Dimensiunea găurii şi grosimea membranei sunt critice pentru această metodă. Membrana are o grosime de doar un atom, iar diametrul nanoporului măsoară doar 3 nanometri, adică diametrul a 10 atomi. De asemenea, diametrul ADN-ului este de circa 2 nanometri.

În acest studiu, savanţii au creat un model computaţional care le permite să controleze viteza transportului ADN-ului prin nanopor. Ştiau că o creştere a energiei câmpului electric ar duce la creşterea proporţională a vitezei de transport, dar atunci când energia este crescută de 10 ori, ADN-ul rămâne complet blocat în gaură.

Aksimentiev precizează: „se pare că gradientul câmpului electric este ceea ce comprimă apa, pentru că apa este dielectrică. Un câmp electric foarte puternic nu ar face asta, ci doar unul care se schimbă în spaţiu. Sarcinile moleculei de apă se aliniază cu câmpul electric, iar sarcinile apei mai apropiate de câmpul electric mai puternic sunt trase mai tare decât cele care sunt apropiate de câmpul electric mai slab”.

Cercetătorul adaugă: „Acest lucru funcţionează doar pentru că membrana este foarte subţire, iar câmpul electric este concentrat doar în proximitatea membranei, comprimând molecula de apă din ambele părţi. Aceasta este de doar 3%, dar creşterea presiunii apei (echivalentul a 100 de atmosfere) împinge ADN-ul şi nu îi permite să treacă prin nanopor”.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Există apă pură?

Un nou dispozitiv poate rezolva problema lipsei de apă potabilă în zonele deşertice

În ADN-ul oamenilor există virusuri vechi de 100 de milioane de ani. Unele au origini ”extraterestre”

Premieră în ştiinţă: ADN-ul unui om care a murit în 1827 a fost creat fără rămăşiţele sale

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice
Cum îți ceri scuze corect: greșelile de evitat și pașii care chiar contează
Cum îți ceri scuze corect: greșelile de evitat și pașii care chiar contează
Epava unei nave portugheze, capturată de pirați acum 300 de ani, a fost descoperită lângă Madagascar
Epava unei nave portugheze, capturată de pirați acum 300 de ani, a fost descoperită lângă Madagascar
O „bulă” de apă rece sfidează încălzirea oceanelor. Care este explicația?
O „bulă” de apă rece sfidează încălzirea oceanelor. Care este explicația?
Ruinele unui templu vechi de 1.400 de ani dezvăluie misterele unei civilizații enigmatice
Ruinele unui templu vechi de 1.400 de ani dezvăluie misterele unei civilizații enigmatice
Condamnați la moarte, dar nevinovați. Ce se întâmplă atunci când justiția greșește fatal
Condamnați la moarte, dar nevinovați. Ce se întâmplă atunci când justiția greșește fatal
Louis Pasteur și vaccinul său împotriva rabiei – 140 de ani de la triumful științei și al compasiunii
Louis Pasteur și vaccinul său împotriva rabiei – 140 de ani de la triumful științei și al compasiunii
Cât de importantă este durerea în timpul exercițiilor fizice
Cât de importantă este durerea în timpul exercițiilor fizice
Gen. Emil Străinu dezvăluie secretele Zonei 51 / Joi, 10 iulie, de la 22:00, LIVE pe YouTube CANCAN
Gen. Emil Străinu dezvăluie secretele Zonei 51 / Joi, 10 iulie, de la 22:00, LIVE pe YouTube CANCAN
Ce se știe despre Zona 51: teoria conspirației sau ceva mai mult?
Ce se știe despre Zona 51: teoria conspirației sau ceva mai mult?
Este adevărat că toți suntem, de fapt, intoleranți la lactoză?
Este adevărat că toți suntem, de fapt, intoleranți la lactoză?
Test de cultură generală. Ce animal poate fi văzut pe Lună?
Test de cultură generală. Ce animal poate fi văzut pe Lună?
Avem sau nu liber arbitru? Un mister de sute de ani, mai aproape de rezolvare
Avem sau nu liber arbitru? Un mister de sute de ani, mai aproape de rezolvare
Somnul neregulat accelerează îmbătrânirea mușchilor și reduce forța fizică
Somnul neregulat accelerează îmbătrânirea mușchilor și reduce forța fizică
Creatorul Twitter a lansat o aplicație de mesagerie care funcționează fără internet
Creatorul Twitter a lansat o aplicație de mesagerie care funcționează fără internet