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
7 лучших фильмов ужасов про космос 7 лучших фильмов ужасов про космос

«В космосе никто не услышит твоего крика»

Maxim
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

Галина Никулина во время карантина приехала в родные места. И осталась

Seasons of life
Как понять, что девушка кончила: полный гайд по женскому оргазму для мужчин Как понять, что девушка кончила: полный гайд по женскому оргазму для мужчин

Главные факты о женском оргазме и что стоит сделать, чтобы его достичь

Playboy
5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете 5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете

Как добраться до звезд на космическом лифте?

Maxim
Синдром раздраженного кишечника: 4 самых распространенных симптома Синдром раздраженного кишечника: 4 самых распространенных симптома

Как распознать у себя синдром раздраженного кишечника?

Cosmopolitan
Бедра: 5 причин женского недовольства Бедра: 5 причин женского недовольства

Почему нам почти всегда кажется, что с нашими бедрами что-то не так

Cosmopolitan
Умеют, практикуют Умеют, практикуют

Как прийти к осознанности кратчайшим путем

Harper's Bazaar
Правило двух недель: как пережить тяжелый разрыв Правило двух недель: как пережить тяжелый разрыв

Несколько советов, которые позволят тебе быстрее исцелиться от расставания

Cosmopolitan
«Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него» «Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него»

Наша героиня оказалась перед выбором: ее личная жизнь или чувства сестры

Psychologies
«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
Маршрут построен: как Брэнсон исполнил свою мечту о космосе Маршрут построен: как Брэнсон исполнил свою мечту о космосе

Как миллиардер Ричард Брэнсон 17 лет шел к полету в космос

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

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

Psychologies
Итальянские ученые нашли эхолотом древнеримскую дорогу на дне Венецианской лагуны Итальянские ученые нашли эхолотом древнеримскую дорогу на дне Венецианской лагуны

Дорога могла быть частью большой транспортной сети Римской империи

N+1
Почему ежедневное взвешивание может принести вред Почему ежедневное взвешивание может принести вред

Что нужно знать о привычке взвешиваться каждый день

Популярная механика
Цемент-2 Цемент-2

Рассказ Дмитрия Захарова, в котором героиня проходит абсурдные собеседования

Esquire
Инвазивные кабаны подпортили почву и по выбросам углекислого газа обошли миллион автомобилей Инвазивные кабаны подпортили почву и по выбросам углекислого газа обошли миллион автомобилей

Их воздействие на климат сопоставимо с миллионом легковых автомобилей

N+1
Цветок забвения Цветок забвения

Иван-чай узколистный — многолетнее травянистое растение из семейства Кипрейные

Наука и жизнь
Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса

Экстравагантные правила ведения бизнеса от Джефа Безоса

Maxim
Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах

12 интересных детективных фильмов и сериалов об убийствах в маленьких поселениях

Cosmopolitan
Устрицы посчитали покрытый бактериями микропластик едой и предпочли его чистому Устрицы посчитали покрытый бактериями микропластик едой и предпочли его чистому

Ученые недооценили количество микропластика, поглощаемого животными

N+1
13 полезных советов для выстраивания коммуникации с венчурными инвесторами 13 полезных советов для выстраивания коммуникации с венчурными инвесторами

Базовые правила для построения коммуникации с инвесторами

Inc.
Мечтать не вредно! Мечтать не вредно!

Как отличить фантазии от жизненных планов и можно ли превратить одно в другое?

Лиза
Как работает ESP и как ей пользоваться. Это должен знать каждый водитель Как работает ESP и как ей пользоваться. Это должен знать каждый водитель

Что такое ESP, по какому принципу она работает и что делать, если она неисправна

РБК
Стрижки для поврежденных волос: проблему можно замаскировать! Стрижки для поврежденных волос: проблему можно замаскировать!

После очередного окрашивания или завивки ты в ужасе от состояния волос?

Cosmopolitan
Иностранцы и дочь миллионера: возлюбленные победителей шоу «Точь-в-точь» Иностранцы и дочь миллионера: возлюбленные победителей шоу «Точь-в-точь»

У главных звезд проекта Первого канала «Точь-в-точь» удивительная личная жизнь

Cosmopolitan
Брекеты в прошлом? Почему теперь модно исправлять зубы элайнерами Брекеты в прошлом? Почему теперь модно исправлять зубы элайнерами

Элайнеры — главный секрет улыбки многих знаменитостей

Cosmopolitan
Iris Iris

Производственный рассказ Татьяны Замировской про девушку и её цветочный бизнес

Esquire
Придумал ТВ на спинках кресел и электронные системы бронирования: это «главный новатор авиарынка» Дэвид Нилеман Придумал ТВ на спинках кресел и электронные системы бронирования: это «главный новатор авиарынка» Дэвид Нилеман

За 30 лет Дэвид Нилеман успел основать пять авиакомпаний

VC.RU
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
Открыть в приложении