En términos generales, no importa cuánta fuerza se aplique, el agua apenas se comprime y su volumen apenas cambia. La investigación ha demostrado que el agua se puede comprimir en un mundo a escala atómica donde existe un gradiente subyacente en dos regiones.
Los resultados del estudio fueron publicados por un equipo de investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. El profesor Alexei Akimentiev de Física y el investigador postdoctoral James Wilson y sus colegas crearon “nanoporos” de poros finos en el material similar a una lámina “grafeno”, que tiene solo un átomo de carbono de espesor, como se muestra en la imagen a continuación. (Nanoporo)” se abre, y hay una diferencia de potencial “gradiente de potencial” en ambos lados del grafeno, y las moléculas de agua que intentan pasar a través del poro se comprimen hasta en un 3 por ciento.
El equipo descubrió este fenómeno en un estudio que probó una nueva técnica para la secuenciación de ADN utilizando nanoporos de grafeno. En los últimos años, el campo promete ser una tecnología que permitirá una secuenciación de ADN más económica que nunca, y se están realizando investigaciones en todo el mundo. El mecanismo es que el grafeno con nanoporos se pone en agua para crear una diferencia de potencial en ambos lados de la membrana, y el agua, el ADN y los iones se mueven debido a la diferencia de potencial. En este punto, el ADN puede identificarse por el flujo de iones generado al leer las cuatro bases del ADN.
El tamaño del nanoporo es un factor muy importante en esta tecnología. Como se mencionó anteriormente, el grafeno tiene solo un átomo de carbono de espesor y los nanoporos tienen solo 3 nanómetros de diámetro, alrededor de 10 átomos de carbono. Moléculas de ADN de unos 2 nanómetros de diámetro pasan a través del poro.
En este estudio, la velocidad a la que las moléculas de ADN se mueven a través del nanoporo se controló mediante la simulación por computadora de este movimiento. De los experimentos realizados hasta ahora se sabe que la velocidad de movimiento de la molécula de ADN aumenta al aumentar la carga aplicada, pero cuando la carga aumenta en un factor de 10, el movimiento se detiene y la molécula de ADN puede atravesar el nanoporo.
Conclusión: “Se encontró que el gradiente de potencial eléctrico comprime el agua, debido a que el agua es un dieléctrico. Este fenómeno no se produce por un campo eléctrico muy alto, sino en el espacio. Esto se debe a la existencia de un estado entre el agua El gradiente de potencial eléctrico entre las cargas impartidas a las moléculas de agua se alinean a lo largo del campo eléctrico, y la carga cerca de la posición donde el campo eléctrico es más alto es más alta que la posición donde el campo eléctrico es más débil. también tiró fuertemente.” “Resulta que el gradiente del campo eléctrico es lo que comprime el agua, porque el agua es un dieléctrico. Los campos eléctricos muy altos no pueden hacer esto, solo hay un campo eléctrico que varía en el espacio. las cargas en las moléculas de agua interactúan con el agua. El campo eléctrico, y las cargas cerca del punto más alto del campo eléctrico son más fuertes que aquellas donde el campo eléctrico es más débil.
