解决水处理中膜技术的一个基本问题，是要了解溶质和膜表面之间的亲和力或吸引力如何影响水净化过程。

研究发现，在小组测试的八种溶质（包括氨、硼酸、异丙醇和甲烷等）中，亲水的溶质喜欢疏水表面，疏水的溶质喜欢亲水表面，尽管这些吸引力比其原本特点带来的吸引力要弱。

研究小组开发了一种算法，通过重新排列膜表面化学基团重绘表面图案，以使给定溶质与膜表面亲和力最小化或最大化，或者使一种溶质相对于另一种溶质的表面亲和力最大化。这种算法以一种类似于自然选择的方式“进化”表面图案，将它们优化到特定的功能。

通过模拟，研究小组发现，膜表面亲和力与溶质疏水性的传统特性（如溶质在水中的溶解度）相关性不大。相反，表面亲和力与靠近膜表面或靠近溶质的水分子结构改变存在更强的联系。

论文主要作者雅各布·门罗解释说：“与主体水或远离膜表面的水相比，疏水表面附近的水结构波动增强了。波动导致测试的每种小溶质的黏性增加。”