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

Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем

Что из себя представляет пищевая промышленность будущего?

Популярная механика
Почему мы отказываемся от отпуска: два противоположных мотива Почему мы отказываемся от отпуска: два противоположных мотива

Как полюбить лето даже без отпуска на море?

Psychologies
Из белокурой скромницы в королеву мужских фантазий: преображения Кристины Асмус Из белокурой скромницы в королеву мужских фантазий: преображения Кристины Асмус

Кристина Асмус стала более раскрепощенной и готовой на смелые эксперименты.

Cosmopolitan
Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб» Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб»

Личная жизнь звезд сериала «Клуб»

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
Лидер по зерну и агроэкспорту Лидер по зерну и агроэкспорту

Обзор агропромышленного комплекса Ростовской области по итогам работы

Агроинвестор
Как повысить продуктивность Как повысить продуктивность

Вместе с нашим экспертом разбираемся, что делать, чтобы все успевать

GQ
Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления

Лагерь «Сенчури» грозит открыть миру все то, что люди закопали в снег

Популярная механика
Стюардесса Стюардесса

Стюардессы – о плюсах и минусах своей профессии

Лиза
Отгоревать и отпустить: как поставить точку в токсичных отношениях Отгоревать и отпустить: как поставить точку в токсичных отношениях

Отрывок из книги Аси Долиной «У него ко мне был Нью-Йорк» о выходе из абьюза

Forbes
Хаши и нос Феллини. Ираклий Квирикадзе: Вспомни Тарантино! или Седьмая ночь на «Кинотавре» Хаши и нос Феллини. Ираклий Квирикадзе: Вспомни Тарантино! или Седьмая ночь на «Кинотавре»

История из ироничной и тонкой книги Ираклия Квирикадзе

СНОБ
Наездники: монстры, удивившие Дарвина Наездники: монстры, удивившие Дарвина

Паразиты, которые делают из своих хозяев зомби — наездники

Вокруг света
Почему ежедневное взвешивание может принести вред Почему ежедневное взвешивание может принести вред

Что нужно знать о привычке взвешиваться каждый день

Популярная механика
Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц

Любовные похождения князя Григория Потёмкина удивляли и шокировали общество

Cosmopolitan
В вашем возрасте уже пора! Какие процедуры нам навязывают салоны красоты В вашем возрасте уже пора! Какие процедуры нам навязывают салоны красоты

Нужны ли нам косметические процедуры против старения?

Cosmopolitan
Высокие чувства Высокие чувства

Врач-косметолог рассказывает, как восхождения омолаживают организм

Tatler
Стройные красотки! Секреты Судзиловской, Климовой и других российских актрис 40+ Стройные красотки! Секреты Судзиловской, Климовой и других российских актрис 40+

Звезды раскрыли секреты стройной фигуры

Cosmopolitan
Неандертальцы переждали ледниковый период в Южной Италии Неандертальцы переждали ледниковый период в Южной Италии

Современные люди смогли закрепиться в регионе из-за продвинутой стратегии охоты

N+1
Ведьмак и Бонд: кто из голливудских знаменитостей самый заядлый геймер Ведьмак и Бонд: кто из голливудских знаменитостей самый заядлый геймер

Топ-5 звезд, обожающих видеоигры

Maxim
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
Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд

Многие из нас испытывают стресс, при этом бороться с ним эффективно не умеют

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
Очарование легенды Очарование легенды

Наполеон сделал многое, чтобы придать своей личности образ сверхчеловека

Дилетант
Солнечное братство: почему решение Маска купить бизнес у кузенов может дорого ему обойтись Солнечное братство: почему решение Маска купить бизнес у кузенов может дорого ему обойтись

Илону Маску 12 июля придется предстать перед судом по иску акционеров Tesla

Forbes
Восполняем дефицит Восполняем дефицит

Каких полезных веществ организму летом особенно недостает?

Лиза
Йога для глаз: 3 простых упражнения, которые полезны для зрения Йога для глаз: 3 простых упражнения, которые полезны для зрения

Йога для глаз – новый тренд, следуя которому можно улучшить здоровье глаз

Cosmopolitan
Красотки показали животики: пикантные пляжные фото актрис сериала «Воронины» Красотки показали животики: пикантные пляжные фото актрис сериала «Воронины»

Героини сериала «Воронины» запомнились телезрителям своей яркой внешностью

Cosmopolitan
Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина

Виталина Бацарашкина — олимпийская чемпионка в стрельбе из пистолета

Maxim
5 стыдных вопросов про вакуумную бомбу 5 стыдных вопросов про вакуумную бомбу

Знаешь, что по мощности она уступает только ядерным зарядам?

Maxim
Мобильность завтрашнего дня: как технологии меняют транспортный сектор Мобильность завтрашнего дня: как технологии меняют транспортный сектор

Как выглядит будущее транспортной индустрии?

Популярная механика
Открыть в приложении