Los físicos de la École Normale Supérieure y la Universidad de Ciencias y Letras de París en Francia han demostrado teóricamente que el tamizado activo, a diferencia de su contraparte pasiva, puede mejorar las capacidades de separación de los sistemas de filtración. Estas nuevas opiniones sobre cómo el tamizado activo podría mejorar sistemas como los que se utilizan en la purificación de agua y la diálisis se informaron esta semana en La Revista de Física Química . El tamizado activo también tiene el potencial de filtrar moléculas en función de la dinámica del movimiento, abriendo una vía completamente nueva en el campo de la ciencia de las membranas basada en la capacidad de ajustar la presión osmótica.

Tamices desde coladores de cocina hasta complejas máquinas de diálisis, todos tienen poros "pasivos" para filtrar las moléculas no deseadas del producto deseado. Si bien colar espaguetis es un ejemplo simple, El filtrado de moléculas específicas a nivel de nanoescala para aplicaciones biomédicas y para la producción de agua limpia es un proceso complejo y costoso. Cualquier mejora en este proceso es objeto de mucha investigación.

El tamizado activo reemplaza los orificios pasivos en un tamiz con aberturas en forma de puerta que se abren y cierran según comandos externos. Estos poros activos pueden discriminar con precisión entre moléculas y activarse y desactivarse según las condiciones exactas de tamizado. Por lo tanto, El tamizado activo proporciona un nivel de control dinámico que no poseemos en los sistemas de filtración actuales.

Los investigadores investigaron algunos tipos de comandos externos para controlar las puertas de los poros de un tamiz, incluyendo una "sacudida" mecánica y una señal eléctrica para cambiar la carga que guarda las puertas.

"Creamos un marco general para describir los agujeros en la membrana que tienen algún tipo de aspecto dinámico que se puede modificar externamente, ", dijo Sophie Marbach en la École Normale Supérieure." Es una propuesta emocionante porque es un concepto nuevo y no sabemos a qué nos llevará ".

Una de las posibilidades es que las moléculas puedan clasificarse activamente, es decir., clasifique las moléculas de movimiento rápido por separado de las lentas en función de sus propiedades dinámicas. Esto sería útil para hacer distinciones precisas entre moléculas muy similares y ya se sabe que ocurre en la naturaleza. Por ejemplo, el poro KscA, un canal de potasio que se encuentra en las bacterias del suelo, se cree que selecciona el potasio usando su velocidad para distinguirlo del sodio de tamaño y carga muy similar.

La "presión osmótica" de un filtro es fundamental para que las moléculas se muevan a través de los nanoporos, pero el cambio activo de los poros altera la presión osmótica y cambia el status quo. Esto sugiere que el ajuste de la presión osmótica podría aprovecharse para desarrollar aún más las técnicas de tamizado.

"Debido a que el marco teórico se encuentra en una etapa inicial, no es obvio conocer las consecuencias de lo que sucederá, ", Dijo Marbach." Hay muchas preguntas teóricas pendientes ".