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
Fumătorii au un risc mai mic de Parkinson și nimeni nu a știut până acum de ce
Fumătorii au un risc mai mic de Parkinson și nimeni nu a știut până acum de ce
De ce trebuie întotdeauna să lași jos capacul toaletei înainte să tragi apa?
De ce trebuie întotdeauna să lași jos capacul toaletei înainte să tragi apa?
Inteligența Artificială descifrează secretele arhivelor medievale
Inteligența Artificială descifrează secretele arhivelor medievale
Energia întunecată ar fi în curs de evoluție, arată un studiu pe 3.000 de supernove
Energia întunecată ar fi în curs de evoluție, arată un studiu pe 3.000 de supernove
O țară a cerut Națiunilor Unite o nouă modificare a hărții lumii
O țară a cerut Națiunilor Unite o nouă modificare a hărții lumii
Dosar secret despre „Îngerul Morții” Josef Mengele, publicat de autoritățile elvețiene
Dosar secret despre „Îngerul Morții” Josef Mengele, publicat de autoritățile elvețiene
Mesajul transmis de Ursula von der Leyen, la 25 de ani de la atentatele din 11 septembrie
Mesajul transmis de Ursula von der Leyen, la 25 de ani de la atentatele din 11 septembrie
Donald Trump nu regretă războiul cu Iran: „Dacă ar fi să o fac din nou, aș face exact ceea ce am făcut”
Donald Trump nu regretă războiul cu Iran: „Dacă ar fi să o fac din nou, aș face exact ceea ce am făcut”
Avertismentul FMI după 6 luni de război în Orientul Mijlociu: „Plasa de siguranță” se epuizează
Avertismentul FMI după 6 luni de război în Orientul Mijlociu: „Plasa de siguranță” se epuizează
România va găzdui din nou titlul de Capitală Europeană a Culturii
România va găzdui din nou titlul de Capitală Europeană a Culturii
Când începe toamna cu adevărat? Prognoza actualizată de la ANM
Când începe toamna cu adevărat? Prognoza actualizată de la ANM
Pentru prima dată, osul de la un denisovan a fost descoperit într-o peșteră din China
Pentru prima dată, osul de la un denisovan a fost descoperit într-o peșteră din China
Modificările vocii ar putea ascunde un semn timpuriu al demenței, indică un studiu amplu
Modificările vocii ar putea ascunde un semn timpuriu al demenței, indică un studiu amplu
Telescopul Spațial James Webb „a demascat” două galaxii extreme din Universul timpuriu
Telescopul Spațial James Webb „a demascat” două galaxii extreme din Universul timpuriu
O nouă descoperire dezvăluie cum aveau grijă sauropodele de puii lor
O nouă descoperire dezvăluie cum aveau grijă sauropodele de puii lor
Cum afectează somnul profund rezistența noastră la stres?
Cum afectează somnul profund rezistența noastră la stres?
Cum ne ajută muzica atunci când suntem stresați?
Cum ne ajută muzica atunci când suntem stresați?
Aerul rarefiat încetinește mintea? Iată ce a descoperit un studiu pe schiori!
Aerul rarefiat încetinește mintea? Iată ce a descoperit un studiu pe schiori!