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
«Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord «Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord

Discord задумывался как сервис для геймеров, но им заинтересовалась все

VC.RU
Любимые мужчины Ксении Бородиной: известный певец, звезды «Дома-2» и бизнесмены Любимые мужчины Ксении Бородиной: известный певец, звезды «Дома-2» и бизнесмены

Ксения Бородина – привлекательная для многих россиян звезда с сильным характером

Cosmopolitan
15 главных героев Евро-2020 15 главных героев Евро-2020

Кто запомнился зрителям с Евро-2020?

GQ
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

N+1
Татьяна Шитова. Тысяча жизней Татьяна Шитова. Тысяча жизней

Татьяна Шитова успевает прожить тысячи жизней

Коллекция. Караван историй
Nocode-сервисы на практике: для чего точно подойдут, где бесполезны и почему с ростом проекта от них иногда отказываются Nocode-сервисы на практике: для чего точно подойдут, где бесполезны и почему с ростом проекта от них иногда отказываются

Примеры «живых» сервисов и опыт пользователей

VC.RU
Мумификация не отразила социальный статус древних жителей Канарских островов Мумификация не отразила социальный статус древних жителей Канарских островов

Антропологи выяснили рацион питания аборигенов с острова Гран-Канария

N+1
«Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма «Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма

Людовик XIV превратил Францию в супердержаву, но страна стала клониться к упадку

Дилетант
Модная оцифровка: как развивать осознанное потребление с помощью новых технологий Модная оцифровка: как развивать осознанное потребление с помощью новых технологий

Как с помощью онлайн-шопинга совершать экологичные покупки

Forbes
Новый тренд: люди мира все громче требуют права ремонтировать свою технику Новый тренд: люди мира все громче требуют права ремонтировать свою технику

Починить нельзя выбросить!

Maxim
Сон в летнюю ночь Сон в летнюю ночь

Почему возникает бессонница? Причин много и они не всегда очевидны

Лиза
Могут ли микробы, поедающие пластик, решить проблему утилизации Могут ли микробы, поедающие пластик, решить проблему утилизации

Биолог надеется найти микроорганизмы, которые помогут решить проблему утилизации

Популярная механика
«Игродром. Что нужно знать о видеоиграх и игровой культуре» «Игродром. Что нужно знать о видеоиграх и игровой культуре»

Отрывок из книги Александра Ветушинского об исследовании видеоигр

N+1
Площади — наши палитры Площади — наши палитры

Нижний Новгород уже стал модной точкой на туристической карте России

Vogue
Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы

Романтически фильмы, которые зарядят тебя хорошим настроением

Cosmopolitan
Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике

Суставный секрет жуков может стать перспективным смазывающим материалом

N+1
Особенности туристической подготовки внедорожников Особенности туристической подготовки внедорожников

Уроки школы автотуризма: как подготовить внедорожник к экспедиции

4x4 Club
Все за одного Все за одного

Что чувствуют родственники больного, когда узнают о его тяжелом диагнозе?

Grazia
Высокие чувства Высокие чувства

Врач-косметолог рассказывает, как восхождения омолаживают организм

Tatler
Какого врача выбрать: мужчину или женщину? Какого врача выбрать: мужчину или женщину?

Как эмпатия, больше свойственная женщинам, помогает в борьбе с болезнями?

Psychologies
Салат: гармония вкуса и пользы Салат: гармония вкуса и пользы

Сейчас салат на пике популярности во всём мире, особенно в Европе и США

Наука и жизнь
Джеки отправились в Узбекистан в ответ на рост температур в местах зимовки Джеки отправились в Узбекистан в ответ на рост температур в местах зимовки

Эта стратегия позволяет Джеки возвращаться к местам размножения в нужные сроки

N+1
Охота за реальностью Охота за реальностью

Как живет сельский театр в деревне Фомиха

Seasons of life
Палеонтологи обнаружили новый вид жуков в копролите триасового архозавра Палеонтологи обнаружили новый вид жуков в копролите триасового архозавра

Первое насекомое, описанное на основе находки в копролите

N+1
Худеть не помогают! Самые популярные массажеры для тела, от которых нет толку Худеть не помогают! Самые популярные массажеры для тела, от которых нет толку

Неэффективные массажеры для тела

Cosmopolitan
Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт

Самая известная летчица своего времени бесследно исчезла над Тихим океаном

Вокруг света
Мужчина не дарит цветы. Как это изменить? Мужчина не дарит цветы. Как это изменить?

Многим женщинам хочется получать цветы не только на праздники

Psychologies
Усиленный апоптоз помог галапагосским черепахам снизить риск заболеть раком Усиленный апоптоз помог галапагосским черепахам снизить риск заболеть раком

Это позволяет им вырастать до крупных размеров и жить более 150 лет

N+1
Депутат Балтики Депутат Балтики

Евгения Милова пишет инструкцию по любви к Калининградской области

Tatler
Открыть в приложении