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
Семейное дело. 5 привычек, которые научат ребенка бережно относиться к природе Семейное дело. 5 привычек, которые научат ребенка бережно относиться к природе

Советы, которые помогут увлечь ребенка заботой об экологии

СНОБ
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
Су-75 за $30 млн: что известно о новом ЛТС Checkmate Су-75 за $30 млн: что известно о новом ЛТС Checkmate

Что известно о новом российском военном самолёте?

Популярная механика
Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца

Европейцы опередили жителей Древнего Востока на тысячу лет

N+1
«У русских и лопата стреляет…». История самого бесполезного советского оружия «У русских и лопата стреляет…». История самого бесполезного советского оружия

Дас ист руссише вундерваффе

Maxim
Русский Джобс: каким был сооснователь Русский Джобс: каким был сооснователь

Коллеги и друзья Ильи Сегаловича пытаются описать масштаб его личности

Esquire
Психологические проблемы, которые мешают успеху при ЭКО Психологические проблемы, которые мешают успеху при ЭКО

Какие эмоциональные сложности встречаются на пути к материнству

Psychologies
Porsche Taycan Cross Turismo: добро с рюкзаками Porsche Taycan Cross Turismo: добро с рюкзаками

Porsche Taycan Cross Turismo — туристы со шлемом и розеткой

Maxim
Маршрутка для олимпийского мишки. Как выглядел главный автомобиль Олимпиады-80 Маршрутка для олимпийского мишки. Как выглядел главный автомобиль Олимпиады-80

Олимпийский РАФ: с холодильником и кондиционером, но фанерным полом

Maxim
Не довести до развода: 8 способов оживить отношения Не довести до развода: 8 способов оживить отношения

Как вернуть в отношения романтику?

Cosmopolitan
Одиночество, неуверенность, бессилие: к чему и зачем нам снятся бывшие Одиночество, неуверенность, бессилие: к чему и зачем нам снятся бывшие

Самые будоражащие сны - про бывших партнеров

Cosmopolitan
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
Одна в поле не воин Одна в поле не воин

Интервью с капитаном женской сборной по регби Алёной Тирон

OK!
Антитела против бактериофагов помешали им вылечить инфекцию Антитела против бактериофагов помешали им вылечить инфекцию

Резистентность к бактериофагам помешала медикам вылечить пациента

N+1
Четырехдюймовый полет, перевернутые датчики, перелет на 100 километров: нештатные ситуации в ракетно-космической технике Четырехдюймовый полет, перевернутые датчики, перелет на 100 километров: нештатные ситуации в ракетно-космической технике

Несмотря на то, что ракеты летают в небесах, они могут напороться на камень

Популярная механика
Счастливы вместе Счастливы вместе

Архитектор Александр Козлов построил для своей семьи идеальный подмосковный дом

Robb Report
Нервничаете перед «выходом в люди»? Вот что может помочь Нервничаете перед «выходом в люди»? Вот что может помочь

Вам предстоит большое совещание или корпоратив? Как подготовиться к событию

Psychologies
Дагестан. Горная порода Дагестан. Горная порода

Дагестан. История про смешение культур в моде

Vogue
Побочное явление цифровизации: как в России крадут и продают персональные данные Побочное явление цифровизации: как в России крадут и продают персональные данные

Черный рынок персональных данных растет в России каждый год

Forbes
Хроники юрского периода Хроники юрского периода

Как воссоздается облик животных, исчезнувших 65 миллионов лет назад

Вокруг света
Шакил Кит – о самоопределении, работе с брендами и будущем креативной индустрии Шакил Кит – о самоопределении, работе с брендами и будущем креативной индустрии

Мы решили исследовать природу мультидисциплинарного творчества Шакила Кита

GQ
Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton

Как отличить подделку от оригинала Louis Vuitton?

Cosmopolitan
Конор Макгрегор: «Хороший костюм – как броня» Конор Макгрегор: «Хороший костюм – как броня»

Конор Макгрегор — легенда в октагоне, в костюме, на вискокурне и просто по жизни

GQ
В домашних условиях: как приготовить чак-чак дома В домашних условиях: как приготовить чак-чак дома

Правильный рецепт и секреты приготовления легендарного татарского угощения

Вокруг света
Притворщики: растения — мастера иллюзий Притворщики: растения — мастера иллюзий

Растения, которые могут притворяться другими растениями разных видов

Популярная механика
Миноискатель, амфибия и «Рюрик»: самые необычные версии УАЗ-469 Миноискатель, амфибия и «Рюрик»: самые необычные версии УАЗ-469

Невероятные модификации легендарного советского внедорожника УАЗ

РБК
Голые фото и роман с женатым: личная жизнь звезд золотого состава группы «Тутси» Голые фото и роман с женатым: личная жизнь звезд золотого состава группы «Тутси»

Личная жизнь группы «Тутси»

Cosmopolitan
Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал

Сериалы под любое настроение

Cosmopolitan
Электроджеты, беспилотники и новое общество: зачем IT-предприниматель решил строить город будущего в США Электроджеты, беспилотники и новое общество: зачем IT-предприниматель решил строить город будущего в США

Марк Лори хочет построить самый экологичный город Америки

Forbes
Открыть в приложении