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 пережить разрыв… с другом Как пережить разрыв… с другом

Как быть, если вы лишились ценной для вас дружбы?

Psychologies
Грязные игры Грязные игры

Вольная дачная жизнь открывает перед малышами новые возможности

Лиза
Тайные мужья, измены и разводы: личная жизнь звезд сериала «Красная королева» Тайные мужья, измены и разводы: личная жизнь звезд сериала «Красная королева»

Интересные факты из жизни звезд сериала «Красная королева»

Cosmopolitan
Стеснение пропало! Самые провокационные фото Веры Брежневой в купальниках Стеснение пропало! Самые провокационные фото Веры Брежневой в купальниках

Эффектные пляжные образы Веры Брежневой

Cosmopolitan
Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера

Какие бьюти-эксперименты пробовали девушки, покорившие сердце Брэдли Купера?

Cosmopolitan
Почему звезды отказываются от пластики и инъекций Почему звезды отказываются от пластики и инъекций

Знаменитости, которые отказались от эстетической хирургии, филлеров и ботокса

РБК
4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных 4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных

Почему нужно больше употреблять растительную пищу?

Популярная механика
Нежность и страсть: самые запоминающиеся поцелуи в истории кино Нежность и страсть: самые запоминающиеся поцелуи в истории кино

Без этих коротких, сладких моментов не обходится ни один фильм о настоящей любви

Cosmopolitan
Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе? Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе?

Так побывал ли USS Unity в космосе и почему это так важно?

Esquire
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.
Солнце, ветер и воздух для добычи воды Солнце, ветер и воздух для добычи воды

С каждым годом дефицит водных ресурсов на планете только усиливается

Наука и жизнь
Девушки с характером: 10 фильмов с дерзкими главными героинями Девушки с характером: 10 фильмов с дерзкими главными героинями

Героини этих фильмов могут надрать пятую точку кому угодно!

Cosmopolitan
Пока все дома Пока все дома

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

Vogue
Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае

Горный Алтай: как отдохнуть, чтобы остались незабываемые впечатления?

Playboy
Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии

Необычные сериалы о религии

Cosmopolitan
Натали Вуд или Наталья Захаренко? Американская актриса с русской душой Натали Вуд или Наталья Захаренко? Американская актриса с русской душой

Самые яркие роли Натали Вуд

Cosmopolitan
Битва на полях микроэлектроники: с «Эльбрусом» наперевес Битва на полях микроэлектроники: с «Эльбрусом» наперевес

В мире российской микроэлектроники идут жаркие дебаты о путях ее развития

Эксперт
«Обещала ухаживать за больной бабушкой, но больше так жить не могу» «Обещала ухаживать за больной бабушкой, но больше так жить не могу»

Старение — естественный этап нашей жизни и важный опыт для семьи

Psychologies
Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего

Какие из необычных профессий наиболее актуальны для бизнеса прямо сейчас

Inc.
Как мы выбираем жилье с точки зрения психологии: наблюдения и советы архитектора Как мы выбираем жилье с точки зрения психологии: наблюдения и советы архитектора

Про неочевидные причины выбора жилья рассказывает архитектор

Cosmopolitan
Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью

Изменения, которые сделают автомобили удобнее и сохранят здоровье пассажиров

Forbes
Топ-5 самых интересных псевдонаук Топ-5 самых интересных псевдонаук

Если традиционное знание надоело, всегда есть альтернативы!

Maxim
Личная жизнь звезд фильма «Семь ужинов»: Курцына, Максимовой, Уколовой и других Личная жизнь звезд фильма «Семь ужинов»: Курцына, Максимовой, Уколовой и других

Как сложилась личная жизнь артистов, сыгравших в фильме «Семь ужинов»

Cosmopolitan
Всемирно известный скульптор променял Англию и Италию на Читу, чтобы спасти родное село Всемирно известный скульптор променял Англию и Италию на Читу, чтобы спасти родное село

Оно уж готовилось к вымиранию, но теперь придется стать туристическим оазисом

Maxim
Жара в городе Жара в городе

Что предпринять, чтобы легче пережить знойные дни?

Лиза
Мастер по свету Мастер по свету

Кто и как делает самые масштабные мультимедийные шоу в России

Forbes
Любимые мужчины Бритни Спирс: Тимберлейк, Фаррелл, Федерлайн, Асгари и другие Любимые мужчины Бритни Спирс: Тимберлейк, Фаррелл, Федерлайн, Асгари и другие

Любовные отношения Бритни Спирс были громкими и даже драматичными

Cosmopolitan
Самая желанная женщина планеты: что позволило Лиз Тейлор восемь раз выйти замуж Самая желанная женщина планеты: что позволило Лиз Тейлор восемь раз выйти замуж

В чем секрет популярной актрисы Элизабет Тейлор?

Cosmopolitan
«Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира» «Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира»

Отрывок из книги о том, как биологи выясняют родственные связи между животными

N+1
Открыть в приложении