在通道方向上以线状结构排列的水分子示意图。这种手性通道由组胺衍生物形成，在磷脂双层（白色）中自发形成，在水介质中稳定（蓝色）。它是水运动的推动力。来源：法国国家科学研究中心

获得清洁饮用水被认为是二十一世纪的主要挑战之一，科学家们刚刚开辟了一条新的过滤方法。他们的灵感来自细胞蛋白质，目前他们已经开发出一种具有人工通道的不对称膜，使他们能够观察到“手性”水。手性是一种有利于过滤的特性。这项工作，由法国国家科学研究中心和InstitutEuropéen des Membranes研究所的人员合作完成，成果发表在2018年3月23日的《科学进展》杂志上。

研究人员非常渴望水过滤净化技术取得突破，现在他们已经开发出带有人工通道的膜，这种膜是生物膜中形成孔隙的蛋白质组成的，又称水通道蛋白。他们使用一种创新的光谱技术观察到，在这些通道非常有限的空间中，水分子以一种定向的分子丝结构有序排列：水变成了“手性”。

这些膜生理条件类似于天然孔隙，在这些脂质膜的人工通道中识别手性水是一种特别的能力。在固体或人工化合物的固体结构中，观察这种规则的分子排列是非常容易的，但在溶液中则很难观察到，因为水分子具有很强的流动性。

      水分子的这种“线”排列可以由水分子与通道的不对称性结合的极性来解释。水通过氢键与人造通道的壁相互作用。在产生的上层建筑中，形成了通道，发送手性特征的水丝分子，这是水分子的首选方向。这就是研究者的假设：水分子的这种聚集取向在激活或选择通过膜的运输过程中可能起着重要的作用。

事实上，通过实验室分子动力学计算证实，这些手性排列的水分子比非手性的水分子具有更大的传递特性，其中水呈随机分子排列。换言之，水的手性会导致纳米通道更大的流动性，促进了物质传输，减少外部能量输入。

这一发现为水的过滤和净化开辟了广阔的应用前景。目前，研究人员正在开发的反渗透膜，常用于海水淡化。它们在提高膜的渗透性和选择性方面已经取得了可喜的成果，这是过滤不可缺少的标准。

文章来自phys网站