Эта биомиметическая мембрана состоит из липидов — молекул жира — и добавленных к белкам молекул, которые образуют водные каналы, которые переносят воду со скоростью естественных мембран, и самоорганизуются в двумерные структуры с параллельными каналами.«Природа делает все очень эффективно, а транспортные белки — это удивительные механизмы, присутствующие в биологических мембранах», — сказал Маниш Кумар, доцент кафедры химической инженерии Пенсильванского университета. «У них есть функции, которые трудно воспроизвести в синтетических системах».Исследователи разработали синтетический водный канал второго поколения, который улучшает более ранние попытки имитировать аквапорины — протеины естественного водного канала — за счет того, что он более стабилен и прост в производстве. Пептид-присоединенные столбы [5] арены (PAP) также легче производятся и выравниваются, чем углеродные нанотрубки, еще один исследуемый материал для мембранного разделения.
Кумар и соавторы сообщают об их развитии в недавнем выпуске Proceedings of the National Academy of Science.«Мы были удивлены, увидев, что скорость транспортировки приближается к числу« святого Грааля »- миллиарду молекул воды на канал в секунду», — сказал Кумар. «Мы также обнаружили, что эти искусственные каналы любят соединяться друг с другом в мембране, создавая двумерные массивы с очень высокой плотностью пор».
Исследователи считают, что мембраны PAP на порядок лучше, чем искусственные водные каналы первого поколения, о которых сообщалось на сегодняшний день. Склонность этих каналов автоматически формировать плотно упакованные массивы приводит к множеству инженерных приложений.
«Наиболее очевидное применение этих каналов — это, пожалуй, создание высокоэффективных мембран для очистки воды», — сказал Кумар.