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
Владислав Мамышев-Монро: Верни мне жизнь Владислав Мамышев-Монро: Верни мне жизнь

«Цветик-семицветик» — проект-исследование творчества Владислава Мамышева-Монро

СНОБ
Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего

Какие из необычных профессий наиболее актуальны для бизнеса прямо сейчас

Inc.
Дроны приходят на помощь спасателям Дроны приходят на помощь спасателям

Дроны в работе пожарных, медицинских работников, поисково-спасательных бригад

Популярная механика
Что почитать в отпуске Что почитать в отпуске

Открываем границы литературы, вышедшей за последние два года

GQ
Канадец придумал, как связаться с умершей возлюбленной Канадец придумал, как связаться с умершей возлюбленной

Как современные технологии игнорируют смерть?

Psychologies
Три кита, на которых стоят гармоничные отношения Три кита, на которых стоят гармоничные отношения

Какие отношения можно назвать гармоничными и здоровыми?

Psychologies
Виктор Началов. Колыбельная для дочки Виктор Началов. Колыбельная для дочки

История Юлии Началовой, рассказанная ее отцом

Коллекция. Караван историй
Звук времени Звук времени

О фильме «Для Лучо», биографии любимого певца Италии и самой Италии

Weekend
5 книг о создании имиджа от классиков психологии, фольклористики и пиара 5 книг о создании имиджа от классиков психологии, фольклористики и пиара

На что опираются маркетологи при формировании имиджа — расскажут эти книги

Популярная механика
Мальчики могут играть в куклы, а девочки — в машинки: как объяснить это бабушке? Мальчики могут играть в куклы, а девочки — в машинки: как объяснить это бабушке?

Как объяснить старшему поколению, что детские игры не делятся по полу?

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

Фильм о жизни, карьере и взглядах музыканта Фрэнка Заппы

СНОБ
Капитанская папка: как моряк из Петербурга превратил хобби в бизнес на 150 млн рублей Капитанская папка: как моряк из Петербурга превратил хобби в бизнес на 150 млн рублей

Проект «Верфь» начинался как хобби двух петербургских моряков

Forbes
5 ошибок сооснователя Рокетбанка и «Консоли» Михаила Провизиона 5 ошибок сооснователя Рокетбанка и «Консоли» Михаила Провизиона

Сооснователя Рокетбанка вспомнил обо всех своих неудачных проектах

Inc.
В поисках радости В поисках радости

Что ещё сделать с собой, чтобы стать лучше, эффективнее, быстрее, выше, сильнее?

Домашний Очаг
Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок

Как компании возрождают моду на складные телефоны

Forbes
Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян

Ким Кардашьян – одна из самых ярких американских телезвезд

Cosmopolitan
«Найдите настоящую работу»: мужчина назвал домохозяек охотницами за деньгами «Найдите настоящую работу»: мужчина назвал домохозяек охотницами за деньгами

Приготовить еду, убрать, сделать домашние уроки — ненастоящая работа?

Psychologies
Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором

Проверяем новинку от Рено в деле

Maxim
10 кг за месяц, но какой ценой! Что такое ХГЧ-диета и надо ли на ней худеть 10 кг за месяц, но какой ценой! Что такое ХГЧ-диета и надо ли на ней худеть

ХГЧ-диета действительно помогает быстро сбросить вес, но стоит ли оно того?

Cosmopolitan
«Нет такого закона, который это запрещает»: как Жюли-Виктуар Добье стала первой француженкой с высшим образованием «Нет такого закона, который это запрещает»: как Жюли-Виктуар Добье стала первой француженкой с высшим образованием

Первой женщиной, получившей диплом, стала Жюли-Виктуар Добье

Forbes
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
Херст, масло Херст, масло

Выставка Cherry Blossoms — первая музейная экспозиция Дэмиена Херста во Франции

Harper's Bazaar
Царство насекомых в стране рабочих Царство насекомых в стране рабочих

Игорь Гулин о выставке «Жуки и гусеницы» и темных углах советского мира

Weekend
Костры и пытки: как инквизиция вынесла смертный приговор всем жителям Нидерландов Костры и пытки: как инквизиция вынесла смертный приговор всем жителям Нидерландов

Инквизиция распространилась по всей Европе и забрала множество жизней

Вокруг света
Любимка публики Любимка публики

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

Forbes
«Да что вы говорите!», или На каких необычных языках общаются жители планеты Земля «Да что вы говорите!», или На каких необычных языках общаются жители планеты Земля

Обидно, когда твой язык, богатый и древний, называют самым некрасивым!

Вокруг света
Воздух внутри вашего дома может быть грязнее, чем на улице Воздух внутри вашего дома может быть грязнее, чем на улице

Dyson изучили качество воздуха и его влияние на здоровье человека

GQ
Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum

Историк фотографии Михаил Сидлин объясняет, чем именно ценны эти снимки

Esquire
Классика нашего времени: 10 культовых романов XXI века Классика нашего времени: 10 культовых романов XXI века

Любите классическую литературу и перечитали всех великих прошлого?

Вокруг света
Открыть в приложении