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
Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа

Самые сложные и завораживающие фигуры высшего пилотажа

Вокруг света
Безос слетал в космос: как заработать на историческом событии Безос слетал в космос: как заработать на историческом событии

Что купить в расчете на будущую колонизацию далеких планет?

Forbes
Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова

Признаки, ориентируясь на которые можно понять, что твоё здоровье в порядке

Cosmopolitan
5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга 5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга

Вот что стоит за пятью творениями короля ужасов

Maxim
Возможность заработать как можно больше денег: зачем продюсеры перезапускают сериалы Возможность заработать как можно больше денег: зачем продюсеры перезапускают сериалы

Почему и как тренд на ремейки добрался до малых экранов

Forbes
Бабушка революции: 6 фактов о Кларе Цеткин Бабушка революции: 6 фактов о Кларе Цеткин

Интересные факты о жизни Клары Цеткин

Вокруг света
Четвертая фаза феминизма: как гендерная повестка меняет киновселенную Marvel Четвертая фаза феминизма: как гендерная повестка меняет киновселенную Marvel

Почему фильм про женщину-супергероя — больше, чем просто следование трендам

Forbes
«Маленький командир»: 7 причин, по которым дети руководят взрослыми «Маленький командир»: 7 причин, по которым дети руководят взрослыми

За зрелостью в детях скрывается отчаяние и необходимость в защите

Psychologies
«Руками не трогать!»: почему некоторые люди не выносят прикосновений «Руками не трогать!»: почему некоторые люди не выносят прикосновений

Почему некоторые не терпят, когда их трогают даже близкие?

Psychologies
Личная жизнь звезд фильма «Время первых»: Миронова, Хабенского, Пановой и других Личная жизнь звезд фильма «Время первых»: Миронова, Хабенского, Пановой и других

Рассказываем о личной жизни артистов, сыгравших легендарных личностей в кино

Cosmopolitan
Горы на нейтронных звездах скорее всего меньше миллиметра в высоту Горы на нейтронных звездах скорее всего меньше миллиметра в высоту

Высота «гор» на нейтронных звездах редко достигает миллиметра

Популярная механика
«Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо «Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо

Филип Зимбардо — о проблемах мужчин и актуальности «тюремного эксперимента»

Forbes
Попасть в сети Попасть в сети

Пять способов потерять деньги, продавая вещи в Интернете

Лиза
«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
Пястные кости Homo naledi заняли промежуточное место между людьми и австралопитеками Пястные кости Homo naledi заняли промежуточное место между людьми и австралопитеками

Большие пальцы людей представляют пример переходного состояния в эволюции

N+1
Путешествие к точке G: как я ее искала (и все-таки нашла) Путешествие к точке G: как я ее искала (и все-таки нашла)

Точка G: существует она или нет? Сексологи спорят об этом уже семьдесят лет

Psychologies
У тебя получится! У тебя получится!

Четыре девушки с инвалидностью рассказали о том, как нашли свой спорт

Домашний Очаг
Русский кантон: какие шедевры отечественной культуры были созданы в Швейцарии Русский кантон: какие шедевры отечественной культуры были созданы в Швейцарии

Крошечная Швейцария занимает огромное место в культуре России

Вокруг света
«Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол «Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол

«Тед Лассо» — сериал про любовь и доброту, который должна посмотреть каждая

Cosmopolitan
Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек

Лето в зените, а у тебя еще не было курортного романа?

Maxim
Любимка публики Любимка публики

Как танцор из Екатеринбурга заработал $3 млн и дважды попал в рейтинги Forbes

Forbes
Мировой феномен и интеллектуальное разочарование: как создавалась «Игра престолов» Мировой феномен и интеллектуальное разочарование: как создавалась «Игра престолов»

Как создавалась одна из самых масштабных киновселенных современности

Forbes
«Мои ошибки, падения и трагедии»: принц Гарри заканчивает «интимные» мемуары «Мои ошибки, падения и трагедии»: принц Гарри заканчивает «интимные» мемуары

Принц Гарри решил рассказать о детстве, смерти мамы и опыте отцовстве

Cosmopolitan
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
Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений

Пион — соперник розы, который завоевал сердца ценителей красоты по всеми миру

Вокруг света
Блокадный огород Блокадный огород

Как выживал блокадный Ленинград

Дилетант
5 правил безопасного секса для будущей мамы 5 правил безопасного секса для будущей мамы

Как сделать секс во время беременности безопасным для себя и малыша?

Psychologies
Одежда – новая литература Одежда – новая литература

Ближайшие 15 лет мода затронет не только гардероб, но и дополненную реальность

Популярная механика
Трудности переводчика Трудности переводчика

С какими проблемами сталкиваются переводчики

Forbes
Открыть в приложении