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
Как понять вино без сомелье-переводчика: все тонкости взаимоотношений с напитком Как понять вино без сомелье-переводчика: все тонкости взаимоотношений с напитком

Налаживаем диалог с вином самостоятельно

Playboy
7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации 7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации

Эти хитрости помогут вам говорить легко и ярко

Psychologies
Коротко о nocode-сервисах: зачем нужны, чем удобны, для чего не подойдут и где узнать о них больше Коротко о nocode-сервисах: зачем нужны, чем удобны, для чего не подойдут и где узнать о них больше

Коротко о nocode-сервисах

VC.RU
5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете 5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете

Как добраться до звезд на космическом лифте?

Maxim
История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца

Открыть пекарню и закрыть ее через два месяца

Inc.
А ты точно продюсер? Собираем домашнюю студию звукозаписи А ты точно продюсер? Собираем домашнюю студию звукозаписи

Домашняя студия: как выбрать микрофоны, звуковые карты и все-все-все

Playboy
Пока все дома Пока все дома

Новобранцы Дома Fendi: приглашенный «варяг» Ким Джонс и Дельфина Делеттре

Vogue
Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС

Что выиграют российские компании от мер ЕС по сокращению парниковых выбросов

Forbes
Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия

Немецкое супероружие — дикие деньги не ветер…

Maxim
«Проклятые экономики» «Проклятые экономики»

Отрывок из книги «Проклятые экономики» об экономических катастрофах разных эпох

N+1
Первый блин комом: ремейки, которые оказались круче оригинала Первый блин комом: ремейки, которые оказались круче оригинала

Ремейки, которые получились на порядок лучше оригинала

Cosmopolitan
Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним

Овес был популярным средством для лечения кожи на протяжении веков

Cosmopolitan
Экспертное насилие: как понять, что психолог может причинить вред Экспертное насилие: как понять, что психолог может причинить вред

Как понять, что психолог может причинить вред

Psychologies
Топим жир: как правильно сушиться, чтобы хвастаться прессом летом Топим жир: как правильно сушиться, чтобы хвастаться прессом летом

Как правильно войти в режим «сушки», чтобы не повредить здоровью

VOICE
Губернатор печального образа Губернатор печального образа

В марте 1800 года в Твери от затора льда на Волге произошло большое наводнение

Наука и жизнь
Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд

История фитнес-компании iFit от Скотта Уоттерсона: от рождения до наших дней

Forbes
«TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи «TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи

Про устройство бизнеса на товарах в TikTok

VC.RU
На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение

Как помочь себе и другому восполнить дефицит прикосновений?

Psychologies
8 жаропонижающих лайфхаков для автомобилистов 8 жаропонижающих лайфхаков для автомобилистов

Как не спариться от жары в автомобиле

Maxim
Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна

Мирей Матье прошла путь от девочки из бедной семьи до мировой легенды

Cosmopolitan
Татьяна Шитова. Тысяча жизней Татьяна Шитова. Тысяча жизней

Татьяна Шитова успевает прожить тысячи жизней

Коллекция. Караван историй
«А я не гулящая!»: Екатерина Гусева показала редкие фото с мужем и детьми «А я не гулящая!»: Екатерина Гусева показала редкие фото с мужем и детьми

Екатерина Гусева оправдала ранее замужество и похвасталась личным счастьем

Cosmopolitan
На заметку Кейт: как худеет после вторых родов Меган Маркл На заметку Кейт: как худеет после вторых родов Меган Маркл

Меган Маркл многое делает, чтобы вернуться к прежнему весу!

Cosmopolitan
«Мне казалось, все так живут»: почему я оставалась с абьюзером «Мне казалось, все так живут»: почему я оставалась с абьюзером

Татьяна Галахова рассказывает, как насилие в семье отражается на взрослой жизни

Cosmopolitan
Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии

Красивая борьба за природу

Playboy
Лавовые купола: насколько они опасны? Лавовые купола: насколько они опасны?

Развитие лавовых куполов — процесс, связанный с изменением вязкости магмы

Наука и жизнь
Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США

Как случайно не нарушить закон в США

Вокруг света
С меня льет: 4 способа уменьшить потоотделение - от салонных до домашних С меня льет: 4 способа уменьшить потоотделение - от салонных до домашних

Как решить проблему повышенного потоотделения?

Cosmopolitan
Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам? Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам?

Какая музыка заиграет у вас в голове, если мы заговорим о российском кино?

Esquire
Открыть в приложении