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
Форели поплавали в метамфетамине и приобрели зависимость Форели поплавали в метамфетамине и приобрели зависимость

Метамфетамин в сточных водах способен формировать зависимость у рыб

N+1
От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино

Как менялись персонажи из России в массовой культуре в течение последних 70 лет

Forbes
Животные в цирках: развлечение или издевательство Животные в цирках: развлечение или издевательство

Возможно ли уговорить тигра прыгнуть в горящее кольцо за вкусняшку?

Playboy
Играл джаз и был недоволен собой: ​история типографа Эда Бенгуиата, который создал шрифты для Ford и The New York Times Играл джаз и был недоволен собой: ​история типографа Эда Бенгуиата, который создал шрифты для Ford и The New York Times

Дизайнер, который создал и «возродил» более 600 шрифтов

VC.RU
6 самых неловких встреч президентов с рок-музыкантами 6 самых неловких встреч президентов с рок-музыкантами

Любой президент мечтает стать рок-звездой и собирать стадионы

Maxim
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
Кремлевское чтиво: почему публикация «плана помощи Трампу» в The Guardian похожа на правду Кремлевское чтиво: почему публикация «плана помощи Трампу» в The Guardian похожа на правду

России нужна слабая Америка

Forbes
Биография хаоса Биография хаоса

«Заппа» — хулиганский и жестокий фильм о свободе и любви

Weekend
Александр Панайотов: Александр Панайотов:

Александр Панайотов оказался в нужное время в нужном месте

Караван историй
Крошечное устройство на кончике пальца генерирует энергию из пота человека даже во время сна Крошечное устройство на кончике пальца генерирует энергию из пота человека даже во время сна

Этот прибор вырабатывает энергию, даже если владелец залипает в телефон или спит

Популярная механика
Мирдза Мартинсоне: Мирдза Мартинсоне:

Сегодня Мирдзе Мартинсоне ей остро не хватает только одного - любимой работы

Караван историй
Почему простой наклон оси планеты может быть ключом к наличию на ней жизни Почему простой наклон оси планеты может быть ключом к наличию на ней жизни

Как наклон оси планеты влияет на жизнь

Популярная механика
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
Русская Твигги: почему советская манекенщица Мила Романовская сбежала из СССР Русская Твигги: почему советская манекенщица Мила Романовская сбежала из СССР

Что заставило девушку, которая была звездой на родине, покинуть страну?

Cosmopolitan
Новые технологии в энергетике: безаварийное электроснабжение предприятий Новые технологии в энергетике: безаварийное электроснабжение предприятий

Методы защиты от аварийных обесточиваний на предприятиях

Популярная механика
Сергей Шнуров, Саша Барон Коэн, Том Харди — 7 хулиганов, от которых мы без ума Сергей Шнуров, Саша Барон Коэн, Том Харди — 7 хулиганов, от которых мы без ума

Эти парни наделали шуму своими выходками, но именно за поведение мы их и любим

Cosmopolitan
Пытки медициной. Почему в российских тюрьмах не лечат подозреваемых в терроризме Пытки медициной. Почему в российских тюрьмах не лечат подозреваемых в терроризме

Чем сотрудники исправительных учреждений аргументируют отказы в лечении?

СНОБ
Бои за историю: как статья Путина повлияет на российско-украинские отношения Бои за историю: как статья Путина повлияет на российско-украинские отношения

В чем смыл статьи Путина об отношениях России и Украины

Forbes
Бьюти-эволюция Кайли Дженнер: как кардинально измениться к 23 годам Бьюти-эволюция Кайли Дженнер: как кардинально измениться к 23 годам

Преображения Кайли Дженнер произошли в экспресс-режиме

Cosmopolitan
Солнечное братство: почему решение Маска купить бизнес у кузенов может дорого ему обойтись Солнечное братство: почему решение Маска купить бизнес у кузенов может дорого ему обойтись

Илону Маску 12 июля придется предстать перед судом по иску акционеров Tesla

Forbes
Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения

Обида — этот привычный сценарий может угрожать вашим отношениям

Psychologies
«Ты защитил семью»: вдова Михаила Круга в день его гибели показала нежное фото «Ты защитил семью»: вдова Михаила Круга в день его гибели показала нежное фото

Вдова Михаила Круга почтила память легендарного шансонье

Cosmopolitan
Биологи сняли на видео глубоководного прозрачного осьминога Биологи сняли на видео глубоководного прозрачного осьминога

Биологи получили редкие видеозаписи почти прозрачного стеклянного осьминога

N+1
Литературное путешествие: 9 романов, действие которых разворачивается в разных городах России Литературное путешествие: 9 романов, действие которых разворачивается в разных городах России

Разные города нашей страны объединены русской литературой

Вокруг света
На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение На кончиках пальцев: как выразить чувства через прикосновение

Как помочь себе и другому восполнить дефицит прикосновений?

Psychologies
Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике Жучей смазке нашли применение в микроробототехнике

Суставный секрет жуков может стать перспективным смазывающим материалом

N+1
Как русскоязычный TikTok стал трибуной бодипозитива и начал менять отношение к телу в России Как русскоязычный TikTok стал трибуной бодипозитива и начал менять отношение к телу в России

Неужели и у нас наступят времена, когда можно будет не готовить тело к лету?

Playboy
Впечатления финской семьи о русской школе. Отрывок из книги «Сибирь научит» Впечатления финской семьи о русской школе. Отрывок из книги «Сибирь научит»

Отрывок из книги Юсси Конттинена «Сибирь научит»

СНОБ
«Катар разбил «стеклянный потолок»: директор Института кино в Дохе о том, как меняется положение арабских женщин «Катар разбил «стеклянный потолок»: директор Института кино в Дохе о том, как меняется положение арабских женщин

О «новой волне» арабского кино и роли женщин в его развитии

Forbes
Открыть в приложении