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
Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день

Что пить, когда на душе скребут не кошки, а крысы

Playboy
Плоть «Медузы» Плоть «Медузы»

Картина Теодора Жерико «Плот «Медузы»

Вокруг света
Тайные браки и громкие расставания: личная жизнь звезд фильма «Легенда №17» Тайные браки и громкие расставания: личная жизнь звезд фильма «Легенда №17»

Данила Козловский и Светлана Иванова могут похвастаться бурной личной жизнью

Cosmopolitan
Игорь Черневич: Игорь Черневич:

Интервью со звездой сериала «Обитель» Игорем Черневичем

Караван историй
Кто и зачем рисует картины на деревьях? Кто и зачем рисует картины на деревьях?

Кто рисует на деревьях? И почему именно в этих местах? Рассказываем и любуемся

Psychologies
10 необычных Jeep 10 необычных Jeep

За длинную историю марки появлялись очень интересные Jeep

Популярная механика
Эффект бабочки: как чешуекрылым насекомым удается оставаться для нас таинственными незнакомцами Эффект бабочки: как чешуекрылым насекомым удается оставаться для нас таинственными незнакомцами

Мы настолько привыкли к этим созданиям, что забыли, насколько они удивительны

Вокруг света
«Забирайте нашу монетизацию, только отстаньте»: ViralHog скупает вирусные видео для перепродажи — и раздражает блогеров «Забирайте нашу монетизацию, только отстаньте»: ViralHog скупает вирусные видео для перепродажи — и раздражает блогеров

Как ViralHog угрожает и притесняет блогеров

VC.RU
Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения

Обида — этот привычный сценарий может угрожать вашим отношениям

Psychologies
5 фильмов Стивена Содерберга, заслуживающих вашего внимания 5 фильмов Стивена Содерберга, заслуживающих вашего внимания

Работы Стивена Содерберга, которые помогут узнать режиссера получше

GQ
Сидел в тюрьме, стал проповедником и начал двигать фондовый рынок Индонезии в Instagram: кто такой Юсуф Мансур Сидел в тюрьме, стал проповедником и начал двигать фондовый рынок Индонезии в Instagram: кто такой Юсуф Мансур

Юсуф Мансур — один из самых популярных в Индонезии проповедников

VC.RU
«Мне предлагали «Похищение Европы» Серова из Третьяковки»: что скрывают частные коллекции Санкт-Петербурга «Мне предлагали «Похищение Европы» Серова из Третьяковки»: что скрывают частные коллекции Санкт-Петербурга

Коллекционер Владимир Березовский о мире питерских собирателей

Forbes
Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет? Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет?

35 лет — подходящий момент, чтобы понять, как начать жить лучше

Psychologies
История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс

Безос не слушал Маска. Последнему удалось запустить ракету на семь лет раньше

VC.RU
Катерина Кузнецова: Мне не больно, я не скучаю Катерина Кузнецова: Мне не больно, я не скучаю

Рассказ «Графские похороны» о потере, который хочется перечитывать снова и снова

СНОБ
Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике

Суставный секрет жуков может стать перспективным смазывающим материалом

N+1
Амурных дел мастер Амурных дел мастер

Анна Толстова о том, за что в России любили Торвальдсена

Weekend
Лучшие бесплатные программы для Windows Лучшие бесплатные программы для Windows

Прежде чем платить за программы, лучше поискать аналоги

Maxim
Почему простой наклон оси планеты может быть ключом к наличию на ней жизни Почему простой наклон оси планеты может быть ключом к наличию на ней жизни

Как наклон оси планеты влияет на жизнь

Популярная механика
От комплиментов до преследований и проституции. Как сервис «‎Авито» стал сайтом для харассеров, секс-рекрутеров и сталкеров От комплиментов до преследований и проституции. Как сервис «‎Авито» стал сайтом для харассеров, секс-рекрутеров и сталкеров

Может ли простое объявление о поиске подработки привлечь секс-рекрутеров?

СНОБ
Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами

Русские видеоблогеры ввели новую моду в соцсетях — портить супердорогие машины

Maxim
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
ZAPPA. Документальный фильм о вечной страсти музыканта ZAPPA. Документальный фильм о вечной страсти музыканта

Фильм о жизни, карьере и взглядах музыканта Фрэнка Заппы

СНОБ
Спасибо, следующая: почему романы Егора Крида с блогершами не складываются Спасибо, следующая: почему романы Егора Крида с блогершами не складываются

Егор Крид обычно расстается громко и нередко со скандалом

Cosmopolitan
13 историй знаменитостей, которые тайно поженились 13 историй знаменитостей, которые тайно поженились

Кому из знаменитостей удалось сыграть секретные свадьбы?

РБК
Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это? Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это?

Замечали ли вы, что многие родители относятся к сыновьям более снисходительно?

Psychologies
Как приманить удачу: 4 секрета везучих людей Как приманить удачу: 4 секрета везучих людей

Удача — это внутренняя позиция, а не стечение обстоятельств

Psychologies
5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года 5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года

Пять оптимальных моделей аккумуляторных шуруповертов для дома

CHIP
Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей

Мост, собор, виадук превращаются… превращаются…

Вокруг света
Открыть в приложении