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
Мой размерчик Мой размерчик

9 оптимальных решений для маленьких квартир

Лиза
Губернатор печального образа Губернатор печального образа

В марте 1800 года в Твери от затора льда на Волге произошло большое наводнение

Наука и жизнь
10 любовных романов для легкого и приятного чтения 10 любовных романов для легкого и приятного чтения

Подборка лучших новинок любовной литературы

Cosmopolitan
Работа Федота Работа Федота

Сказки для чтения на отдыхе от Валерия Печейкина

Esquire
Хранитель Волочка Хранитель Волочка

Как усадьба Рябушинских в Вышнем Волочке превратилась в культурный центр

Seasons of life
«Мы хотим вернуть детству спорт, а спорту — детство» «Мы хотим вернуть детству спорт, а спорту — детство»

Учредителю компании TOY.RU Алисе Лобановой нравится ломать стереотипы

OK!
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
Самки вампиров позаботились о сородичах невзирая на их социальный статус Самки вампиров позаботились о сородичах невзирая на их социальный статус

Вампиры почти не выстраивают иерархические отношения внутри колонии

N+1
Мне так неудобно... Мне так неудобно...

Что такое «неудобство» отношений

Лиза
Входите, открыто! Входите, открыто!

Самые красивые и оригинальные дачные калитки

Лиза
9 сериалов, которые нужно было вовремя закончить 9 сериалов, которые нужно было вовремя закончить

Как жадность создателей превращает отличные проекты в тягомотину

Maxim
Провокации звезды: самые пикантные фото Ольги Бузовой в бикини и без лифчика Провокации звезды: самые пикантные фото Ольги Бузовой в бикини и без лифчика

Самые провокационные купальники Ольги Бузовой – в этом материале

Cosmopolitan
Почему женщины убивают: 5 жестоких преступниц, о которых сняли кино Почему женщины убивают: 5 жестоких преступниц, о которых сняли кино

Женщины — нежные создания? Ну уж нет, точно не эти.

VOICE
Пока все дома Пока все дома

Новобранцы Дома Fendi: приглашенный «варяг» Ким Джонс и Дельфина Делеттре

Vogue
Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс

Самые яркие роли Бритни Спирс

Cosmopolitan
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
Удалил порно с собой и стал помогать моделям: разработчик создал сервис, который блокирует украденные видео с OnlyFans Удалил порно с собой и стал помогать моделям: разработчик создал сервис, который блокирует украденные видео с OnlyFans

Дэн Пёрселл помогает моделям с OnlyFans удалять украденный контент

VC.RU
История Каннского фестиваля: от Луи Люмьера до Спайка Ли История Каннского фестиваля: от Луи Люмьера до Спайка Ли

Разбираемся, как появилось одно из крупнейших событий в индустрии кино

GQ
5 лучших фильмов Дэнни Бойла 5 лучших фильмов Дэнни Бойла

Вспоминаем фильмы, которые занимают особое место в карьере британца Дэнни Бойла

GQ
Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога

Археологи-любители обнаружили скульптурный рельеф

N+1
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
«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
Александр Панайотов: Александр Панайотов:

Александр Панайотов оказался в нужное время в нужном месте

Караван историй
Палеогенетики выделили ДНК древнего человека из отложений в грузинской пещере Палеогенетики выделили ДНК древнего человека из отложений в грузинской пещере

Древние ДНК произвели революцию в понимании человеческого прошлого

N+1
«Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри «Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри

Меган Маркл дождалась редкой похвалы от королевского биографа

Cosmopolitan
Авторы телеграм-канала «Клиент» — о юморе и боли в индустрии рекламы Авторы телеграм-канала «Клиент» — о юморе и боли в индустрии рекламы

Интервью с админами юмористического телеграм-канала «Клиент»

РБК
«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
Как начать сортировать мусор: чек-лист Esquire Как начать сортировать мусор: чек-лист Esquire

Как правильно сортировать мусор и вести экологичную жизнь?

Esquire
Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать

Ричард Брэнсон опередил Джеффа Безоса, первым слетав на границу космоса

Forbes
Открыть в приложении