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
Мейд-кафе, многоэтажные караоке и другие странные развлечения Японии Мейд-кафе, многоэтажные караоке и другие странные развлечения Японии

Такие странные способы отдыха, как в Японии, редко встретишь в других странах

Вокруг света
8 жаропонижающих лайфхаков для автомобилистов 8 жаропонижающих лайфхаков для автомобилистов

Как не спариться от жары в автомобиле

Maxim
Фотон дважды зарегистрировали без его разрушения Фотон дважды зарегистрировали без его разрушения

Методика, которая поможет в работе с фотонными кубитами

N+1
Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц

Как экстремальные диеты и занятия спортом влияют на организм и психику человека

Forbes
Кто приладил утопию к реальности Кто приладил утопию к реальности

Григорий Ревзин об Этьене Кабе и «Путешествии в Икарию»

Weekend
Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов

Большая часть генетических изменений в человеке произошла 630 тысяч лет назад

N+1
Монстры не против пришельцев: грозит ли старым и новым звездам конфликт поколений Монстры не против пришельцев: грозит ли старым и новым звездам конфликт поколений

Проблемы отцов и детей обошли старых и новых звезд стороной

Forbes
Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела

Зачем искать эликсир вечной жизни, если можно оцифровать мозг?

СНОБ
Поговорим, брат Поговорим, брат

К открытию памятника принцессе Диане ее сыновья пришли в состоянии ссоры

Tatler
Кремлевское чтиво: почему публикация «плана помощи Трампу» в The Guardian похожа на правду Кремлевское чтиво: почему публикация «плана помощи Трампу» в The Guardian похожа на правду

России нужна слабая Америка

Forbes
Фэшн-эволюция Ленина: как связаны котелок, кепка и революция Фэшн-эволюция Ленина: как связаны котелок, кепка и революция

Действительно ли Ленин был равнодушным к моде и стильной одежде?

Cosmopolitan
Авторы телеграм-канала «Клиент» — о юморе и боли в индустрии рекламы Авторы телеграм-канала «Клиент» — о юморе и боли в индустрии рекламы

Интервью с админами юмористического телеграм-канала «Клиент»

РБК
Совсем другое тело Совсем другое тело

Наталья Давыдова – фитнес-гуру – о том, как обрести тело мечты после 35 лет

Домашний Очаг
Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале

129-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Неизвестные ранее генетические элементы назвали в честь цивилизации Борг Неизвестные ранее генетические элементы назвали в честь цивилизации Борг

Внехромосомные элементы нового типа ассимилировали гены архей

N+1
Косметика от звезд: кто оказался крут, а кто провалился Косметика от звезд: кто оказался крут, а кто провалился

Многие селебрити запускали бренды косметики. Кому из них удалось удержаться?

Cosmopolitan
Фильмы про драконов: топ-10 огнедышащих картин для увлекательного вечера Фильмы про драконов: топ-10 огнедышащих картин для увлекательного вечера

Подборка лучших картин про драконов, магию и рыцарей

Playboy
Ампульная косметика: чем хороша и почему ее стоит попробовать? Ампульная косметика: чем хороша и почему ее стоит попробовать?

Экспресс-формулы внутри стеклянных ампул — отдельный вид бьюти-ухода

Esquire
«Облако в штанах»: зачем нам нужна нежность? «Облако в штанах»: зачем нам нужна нежность?

Почему действовать медленно и нежно иногда лучше, чем быстро?

Psychologies
Забудьте про «Элен и ребята»! 8  французских сериалов, которые вас удивят Забудьте про «Элен и ребята»! 8  французских сериалов, которые вас удивят

Французские сериалы, на которые стоит обратить внимание

Cosmopolitan
Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо

Как с помощью дрейпинга освежить лицо?

Cosmopolitan
10 эффективных способов избавиться от храпа 10 эффективных способов избавиться от храпа

Храп — проблема, из-за которой можно проснуться разбитым и чувствовать усталость

РБК
Беньямин Форестер Беньямин Форестер

Пасечник-швейцарец делает мёд в Переславле-Залесском

Seasons of life
Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают

Какие махинации с номерами совершают водители, чтобы не платить штрафы?

РБК
«Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины «Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины

Почему мужчины иногда внезапно пропадают?

Psychologies
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
«У Алисы нет проблем. У нее все прекрасно». История девятилетней девочки-вундеркинда, которая сдала ЕГЭ, а теперь поступает в МГУ «У Алисы нет проблем. У нее все прекрасно». История девятилетней девочки-вундеркинда, которая сдала ЕГЭ, а теперь поступает в МГУ

Стоит ли радоваться за девятилетнюю девочку, которая поступает в МГУ?

СНОБ
Правила жизни Ильи Сегаловича Правила жизни Ильи Сегаловича

Правила жизни сооснователя "Яндекса" Ильи Сегаловича

Esquire
Татьяна Шитова. Тысяча жизней Татьяна Шитова. Тысяча жизней

Татьяна Шитова успевает прожить тысячи жизней

Коллекция. Караван историй
Открыть в приложении