Ученые покрыли древесину гидрогелем и превратили ее в ион-селективный материал

N+1Hi-Tech

Из дерева сделали ион-проводящие мембраны

Ученые из США покрыли обычную древесину гидрогелем и превратили ее в ион-селективный материал. Мембраны из такого материала пропускают только положительно заряженные ионы, что можно использовать для получения электроэнергии на границе пресной и соленой воды. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

Наталия Самойлова

Chen et al. / ACS Nano, 2021

В нанометровых каналах и порах вода и водные растворы ведут себя нетипично — они могут изменять вязкость и другие термодинамические параметры и даже проявлять нетипичную химическую активность на границе раздела фаз. С помощью мембран с такими каналами помощью можно опреснять воду, очищать ее от нефти и даже производить манипуляции с ДНК.

Ион-селективные мембраны — пропускающие только положительно заряженные или только отрицательно заряженные ионы — можно также применять для получения электроэнергии на границе емкостей с соленой и пресной водой (salinity gradient power). Через такую мембрану положительно заряженные ионы из соленой постепенно проникают в пресную воду, а отрицательно заряженные ионы остаются в соленой воде, создавая разность потенциалов. Однако выбор материалов для подобных мембран пока что ограничен. Как правило, их делают из двумерных материалов — графена и нитрида бора при помощи методов, которые сложно масштабировать для промышленного производства.

Ученые из Университета Мэриленда под руководством Ляня Бина Ху (Liangbing Hu) сумели сделать ион-селективные мембраны из более доступного материала — древесины. Древесина это композитный материал, который состоит из волокон целлюлозы в матрице более жесткого полимера лигнина. Древесина имеет пористую структуру, а за счет отрицательных зарядов на поверхности обладает даже некоторыми ион-селективными свойствами — пропускает преимущественно положительно заряженные ионы. Однако поры в древесине слишком велики, а ион-селективность древесины ниже, чем у искусственных материалов. Кроме того, древесина — анизотропный материал, то есть ее свойства сильно отличаются в зависимости от направления. Проводимость выше у пористых поперечных срезов, а прочность — у продольных срезов (а еще площадь поперечных срезов ограничена диаметром дерева, в то время как продольные срезы могут иметь гораздо большую площадь). И наконец,

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Тело-паспорт: эволюция биометрии от времен британских колоний до наших дней Тело-паспорт: эволюция биометрии от времен британских колоний до наших дней

Человеческое тело уникально. Эту особенность мы используем десятки раз в день!

СНОБ
Еще 5 лайфхаков для секса в жару Еще 5 лайфхаков для секса в жару

Как не попрощаться с сексуальной жизнью до наступления прохладных дней

Maxim
Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души

Итальянский медиевист написал книгу про страх и ненависть абсолютных монархов

СНОБ
Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть

Как летнее «голодание» может нанести организму серьезный ущерб

Cosmopolitan
Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия

Ученые из США разработали тончайший в мире двумерный магнитный материал

Популярная механика
Изменения климата сократят площадь темных участков на крыльях самцов стрекоз Изменения климата сократят площадь темных участков на крыльях самцов стрекоз

Изменив окраску, стрекозы смогут избежать перегрева

N+1
Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога

Археологи-любители обнаружили скульптурный рельеф

N+1
Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека» Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека»

Вим Хоф известен как человек, умеющий переносить экстремальный холод

Популярная механика
Бедра: 5 причин женского недовольства Бедра: 5 причин женского недовольства

Почему нам почти всегда кажется, что с нашими бедрами что-то не так

Cosmopolitan
Генетический анализ инструментов новокаледонских воронов помог выявить их любимое дерево Генетический анализ инструментов новокаледонских воронов помог выявить их любимое дерево

Представители разных популяция ворон делают инструменты из разных материалов

N+1
Дешёвая фурнитура и полиэстер в составе — как определить качество купальника Дешёвая фурнитура и полиэстер в составе — как определить качество купальника

Найти хороший качественный купальник по адекватной цене порой бывает непросто

Cosmopolitan
5 причин не заводить собственный подкаст 5 причин не заводить собственный подкаст

5 признаков того, что вам лучше отказаться от идеи делать собственный подкаст

Inc.
Дагестан. Горная порода Дагестан. Горная порода

Дагестан. История про смешение культур в моде

Vogue
Лобковых вшей нашли на ресницах восьмилетней девочки Лобковых вшей нашли на ресницах восьмилетней девочки

Редкий случай заражения ресниц восьмилетней девочки лобковыми вшами

N+1
Хабиб Нурмагомедов стал лидером нового рейтинга звезд Forbes Хабиб Нурмагомедов стал лидером нового рейтинга звезд Forbes

Первое место нового рейтинга звезд Forbes занял Хабиб Нурмагомедов

Forbes
Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств

Палеопатологи обследовали шесть черепов XII–XV веков

N+1
«Школа должна готовить к жизни»: как устроено лучшее частное образование России «Школа должна готовить к жизни»: как устроено лучшее частное образование России

Важные вопросы о школе и воспитании детей

Forbes
12 вещей, которые раздражают твоего кота 12 вещей, которые раздражают твоего кота

Что не любят коты

Maxim
Есть ли у любви «срок годности»? Есть ли у любви «срок годности»?

Куда уходит жгучее желание первых встреч и что ждет нас потом?

Psychologies
Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным? Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным?

Компания Chery представила свой новый полноразмерный кроссовер Tiggo 8 Pro

4x4 Club
«Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах «Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах

Принцесса Уэльская иначе взглянула на мир, когда ее брак потерпел неудачу

Cosmopolitan
Кромвель в XVI веке за несколько лет у власти построил огромный особняк в центре Лондона Кромвель в XVI веке за несколько лет у власти построил огромный особняк в центре Лондона

Томас Кромвелю был обладателем одного из самых больших частных домов Лондона

N+1
Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день

Что пить, когда на душе скребут не кошки, а крысы

Playboy
«Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо «Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо

Филип Зимбардо — о проблемах мужчин и актуальности «тюремного эксперимента»

Forbes
Отменяем 5/2: особенности трудового законодательства в разных странах мира Отменяем 5/2: особенности трудового законодательства в разных странах мира

Заметные законодательные «рекорды» в области трудового права

Вокруг света
Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс

Самые яркие роли Бритни Спирс

Cosmopolitan
Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир

Бумаги, которые определили ход истории на несколько веков вперед

Inc.
«Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету «Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету

В чем подвох биоразлагаемого пластика и как перестать бояться химию?

Forbes
Мигрирующий дупель поднялся на высоту 8700 метров Мигрирующий дупель поднялся на высоту 8700 метров

Днем кулики дупели летят на несколько тысяч километров выше, чем ночью

N+1
5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга 5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга

Вот что стоит за пятью творениями короля ужасов

Maxim
Открыть в приложении