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

Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу

На Олимпийских играх в Токио дебютировал скейтбординг — с победами юных девушек

РБК
Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым

Как рефлексировать правильно, чтобы помочь себе, а не оказаться в депрессии

РБК
Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров

В Москве открылся первый в России клуб совместного использования катеров

СНОБ
В затонувшем древнеегипетском порту нашли фрагменты корабля и греческое кладбище В затонувшем древнеегипетском порту нашли фрагменты корабля и греческое кладбище

Находки были сделаны в ходе подводных раскопок города Гераклион

N+1
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
Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках

Публичные люди, открыто заявившие о своих проблемах с наркотиками

Cosmopolitan
Стреляющий нож для гражданина Бонда Стреляющий нож для гражданина Бонда

А вот такой штуковины в арсенале мистера Кью не было…

Maxim
13 историй знаменитостей, которые тайно поженились 13 историй знаменитостей, которые тайно поженились

Кому из знаменитостей удалось сыграть секретные свадьбы?

РБК
Как создавалась обложка литературного номера Esquire Как создавалась обложка литературного номера Esquire

Как Дмитрий Аске — настоящий человек-оркестр — создавал обложку Esquire

Esquire
«Еще пару годиков поживешь, а потом в утиль»: я столкнулась с эйджизмом в 30 лет «Еще пару годиков поживешь, а потом в утиль»: я столкнулась с эйджизмом в 30 лет

Наша героиня о способах борьбы с эйджизмом в современной России

Cosmopolitan
Как создать единорога: возможности генной инженерии Как создать единорога: возможности генной инженерии

Можно ли получить генетически модифицированную породу лошадей?

Популярная механика
Убийственно красивы: 10 самых странных бьюти-трендов в истории Убийственно красивы: 10 самых странных бьюти-трендов в истории

Красота требует жертв. Человеческих. Увы, часто это не шутка

Вокруг света
Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак

Как питание влияет на развитие рака и каких продуктов лучше избегать

Cosmopolitan
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
«Да что вы говорите!», или На каких необычных языках общаются жители планеты Земля «Да что вы говорите!», или На каких необычных языках общаются жители планеты Земля

Обидно, когда твой язык, богатый и древний, называют самым некрасивым!

Вокруг света
Бедра: 5 причин женского недовольства Бедра: 5 причин женского недовольства

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

Cosmopolitan
Бои за историю: как статья Путина повлияет на российско-украинские отношения Бои за историю: как статья Путина повлияет на российско-украинские отношения

В чем смыл статьи Путина об отношениях России и Украины

Forbes
Подводные камни сделок с материнским капиталом Подводные камни сделок с материнским капиталом

Юридические нюансы сделок с маткапиталом

СНОБ
Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок

Ученые определили происхождение китайского фарфора X–XI века в Испании

N+1
Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии

Красивая борьба за природу

Playboy
Тиран или тоже жертва? Какую роль в заточении Спирс играет ее младшая сестра Тиран или тоже жертва? Какую роль в заточении Спирс играет ее младшая сестра

Почему сестра Бритни Спирс молчала все эти годы?

Cosmopolitan
«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
В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире

Игры, в которых можно угонять машины, убивать и отрываться как в последний раз

Maxim
Памяти «Янтарей» Памяти «Янтарей»

Гибель экипажа корабля «Союз-11» оказала большое влияние на космонавтику

Вокруг света
Made in Japan: аниме, которое ты должна увидеть Made in Japan: аниме, которое ты должна увидеть

Для всех, кто относится к аниме с предубеждением или опасением, – наша подборка

Cosmopolitan
Питание ребенка до года: как совместить прикорм и кормление грудью? Питание ребенка до года: как совместить прикорм и кормление грудью?

Врач-педиатр — о том, как совместить грудное вскармливание и «взрослое питание»

9 месяцев
С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи

Многовековая иррациональная русская любовь к Леонардо да Винчи двигает арт-рынок

Forbes
Что такое психосоматика: причины, симптомы, советы врачей Что такое психосоматика: причины, симптомы, советы врачей

От тревоги колет в сердце или крутит живот? Это проявления психосоматики

РБК
Период желаний: почему надо знакомиться с мужчинами во время овуляции Период желаний: почему надо знакомиться с мужчинами во время овуляции

Овуляция — период, когда женщина особенно привлекательная для мужчин

Cosmopolitan
Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов

В чем суть тяжбы за улитят из бирманского янтаря?

N+1
Открыть в приложении