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

Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем

Что из себя представляет пищевая промышленность будущего?

Популярная механика
Ксения Драгунская. «Как выплакать тебя из сердца, скажи?» Ксения Драгунская. «Как выплакать тебя из сердца, скажи?»

Ксения Драгунская была удивительным человеком — щедрым, радостным, добрым

СНОБ
17 cамых сексуальных героинь современных сериалов 17 cамых сексуальных героинь современных сериалов

У тебя встреча с самыми зажигательными героинями сериалов

Maxim
Рыбам — лимонад, Девам — мохито. Какой твой охлаждающий напиток по знаку зодиака Рыбам — лимонад, Девам — мохито. Какой твой охлаждающий напиток по знаку зодиака

Какие напитки подойдут твоему знаку

VOICE
Суеверия, изменившие ход истории Суеверия, изменившие ход истории

Крупные исторические фигуры не раз полагались на вещие сны и знамения

Вокруг света
Трудно быть с богом Трудно быть с богом

Как «Солярис» Станислава Лема стал прощанием с верой в прогресс

Weekend
Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела

Зачем искать эликсир вечной жизни, если можно оцифровать мозг?

СНОБ
Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии Эко-арт: как искусство меняет отношение к проблемам экологии

Красивая борьба за природу

Playboy
Почему для проведения Олимпиады лучше выбрать один город, и как это поможет бороться с глобальным потеплением Почему для проведения Олимпиады лучше выбрать один город, и как это поможет бороться с глобальным потеплением

Зачем выбирать город для Олимпиады, если можно построить отдельный остров?

Популярная механика
Мой размерчик Мой размерчик

9 оптимальных решений для маленьких квартир

Лиза
Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде

Как самостоятельно позаботиться о себе и предотвратить «лечение без назначения»?

Популярная механика
Спартанец Спартанец

Рассказ Павла Селукова, в котором работа отца и сына становится драмой

Esquire
«Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах «Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах

Принцесса Уэльская иначе взглянула на мир, когда ее брак потерпел неудачу

Cosmopolitan
Полный фейстюн! Зачем девушки переделывают лица как на масках в инстаграме Полный фейстюн! Зачем девушки переделывают лица как на масках в инстаграме

Хирург: какие операции стали популярны в нашей стране из-за фейстюн-тренда

Cosmopolitan
Любишь? Докажи у юриста. Как женщине защитить свои интересы и бизнес при вступлении в брак Любишь? Докажи у юриста. Как женщине защитить свои интересы и бизнес при вступлении в брак

О подводных камнях семейного планирования для женщин

СНОБ
Сооснователь Comedy Club запустил российский аналог Clubhouse Сооснователь Comedy Club запустил российский аналог Clubhouse

Арташес Саркисян и Виталий Дубинин запустили новую голосовую соцсеть GOLOS

Inc.
«Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин «Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин

Кто сказал, что пожилые люди не заниматься любовью и искать приключения?

Psychologies
Как выглядели в юности Гузеева, Андреева, Бадоева и другие звезды Первого канала Как выглядели в юности Гузеева, Андреева, Бадоева и другие звезды Первого канала

Этими популярными телеведущими любуется вся страна

Cosmopolitan
Бессердечная эволюция: ученые объяснили, почему женщины носят каблуки Бессердечная эволюция: ученые объяснили, почему женщины носят каблуки

Почему девушки всё еще ходят в неудобной обуви, объясняют ученые

Cosmopolitan
Зумеры о ресторане Моргенштерна на Большой Дмитровке Зумеры о ресторане Моргенштерна на Большой Дмитровке

Правда ли ресторан Kaif — кайф?

СНОБ
Почему мы испытываем ревность и что с этим делать Почему мы испытываем ревность и что с этим делать

Ревность: разбираемся, что это за чувство, как с ним бороться – и зачем

GQ
Острова невезения. Похожа ли Белоруссия на Гаити Острова невезения. Похожа ли Белоруссия на Гаити

История убитого гаитянского президента Жовенеля Моиза

СНОБ
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения

Отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам

Популярная механика
«Нам важно сломать предубеждение против отечественного оборудования, доказать, что российские разработки могут быть конкурентоспособны»: Александр Назаров о создании суперхолдинга и Rostec.digital «Нам важно сломать предубеждение против отечественного оборудования, доказать, что российские разработки могут быть конкурентоспособны»: Александр Назаров о создании суперхолдинга и Rostec.digital

Как проводится оценка «цифровой зрелости» и откуда берутся бюджеты на сети 5G

Forbes
Бог в поисках автора Бог в поисках автора

«Локи», почти идеальный сериал Marvel

Weekend
Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории

Правители нередко были похожи на персонажей страшных сказок

Cosmopolitan
«Мне предлагали «Похищение Европы» Серова из Третьяковки»: что скрывают частные коллекции Санкт-Петербурга «Мне предлагали «Похищение Европы» Серова из Третьяковки»: что скрывают частные коллекции Санкт-Петербурга

Коллекционер Владимир Березовский о мире питерских собирателей

Forbes
Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса

Рассказываем о женщинах, которые вошли в список «50 самых успешных звезд»

Forbes
Нейросеть научилась правильно называть сложные химические соединения Нейросеть научилась правильно называть сложные химические соединения

Современным нейросетям по силам решать точные алгоритмические задачи

Популярная механика
Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы

Восхождение на северный склон Эльбруса

СНОБ
Открыть в приложении