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
ХХ век глазами Айн Рэнд: глава из книги «Голос разума» ХХ век глазами Айн Рэнд: глава из книги «Голос разума»

Отрывок из эссе Айн Рэнд «Уроки Вьетнама»

Esquire
Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале

130-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Дом с ловушками: смертельные опасности, которые окружали жителей викторианских домов Дом с ловушками: смертельные опасности, которые окружали жителей викторианских домов

Как бытовые предметы убивали людей

Популярная механика
Туннельный синдром: почему возникает и что будет, если не лечить Туннельный синдром: почему возникает и что будет, если не лечить

Ты когда-нибудь испытывала неприятные ощущения в руке при нажатии на клавиатуру?

Cosmopolitan
Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам? Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам?

Какая музыка заиграет у вас в голове, если мы заговорим о российском кино?

Esquire
Перформанс как форма терапии, инструмент познания и смысл жизни: интервью с двумя крутыми российскими художницами Перформанс как форма терапии, инструмент познания и смысл жизни: интервью с двумя крутыми российскими художницами

Российские перформансистки рассказали о своем деле и реакции публики на него

Playboy
10 лучших ужастиков для летнего вечера 10 лучших ужастиков для летнего вечера

ТОП-10 самых страшных фильмов ужасов

Cosmopolitan
Не выдумка и не прихоть: 5 мифов о ПМС, которые портят нам жизнь Не выдумка и не прихоть: 5 мифов о ПМС, которые портят нам жизнь

Мифы о ПМС

Cosmopolitan
Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы» Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы»

Венчурный инвестор рассказал, какие игры помогли ему добиться успеха в бизнесе

VC.RU
Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов» Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов»

Герой этого номера Grazia – актер Андрей Бурковский

Grazia
Как отмыть белые кроссовки: полный разбор и 6 полезных советов Как отмыть белые кроссовки: полный разбор и 6 полезных советов

Грязь на любимых сникерах — это не приговор

Playboy
«Шикарная история успеха»: что известно о криптомиллиардере Сэме Банкман-Фриде и его бирже FTX «Шикарная история успеха»: что известно о криптомиллиардере Сэме Банкман-Фриде и его бирже FTX

Кто такой Сэм Банкман-Фрид и как он стал самым богатым криптомиллиардером?

Forbes
После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни

Чем отличается московская вечеринка от петербургского приема?

СНОБ
Найдено вероятное место обитания иной галактической цивилизации Найдено вероятное место обитания иной галактической цивилизации

Почему бы не существовать внеземному разуму?

Популярная механика
Горячий чай или холодное молоко: что можно и нельзя пить в жару Горячий чай или холодное молоко: что можно и нельзя пить в жару

Разбираемся, что полезно пить в жаркие дни

РБК
Герои фильмов и сериалов, лиц которых мы никогда не видели. Часть II Герои фильмов и сериалов, лиц которых мы никогда не видели. Часть II

Закадровые персонажи, которые вошли в историю кинематографа

Maxim
Горы на нейтронных звездах скорее всего меньше миллиметра в высоту Горы на нейтронных звездах скорее всего меньше миллиметра в высоту

Высота «гор» на нейтронных звездах редко достигает миллиметра

Популярная механика
МАКСимальный отрыв МАКСимальный отрыв

Авиастроители доказывали, что им по силам делать авиатехнику мирового уровня

Эксперт
Изи катка: быстрый гид Esquire по киберспорту Изи катка: быстрый гид Esquire по киберспорту

Все, что нужно знать о киберспорте

Esquire
Сила Оли Сила Оли

Как Оля Осокина создала платформу Aiby и привлекла многомиллионные инвестиции

Harper's Bazaar
Микроглия разрушила тормозные синапсы развивающегося мозга мышей Микроглия разрушила тормозные синапсы развивающегося мозга мышей

Иммунные клетки мозга смогли отличить тормозные синапсы от возбуждающих

N+1
«Опасный человек!»: почему Гагарина, Линда и другие певицы ушли от Макса Фадеева «Опасный человек!»: почему Гагарина, Линда и другие певицы ушли от Макса Фадеева

Почему российские певицы разрывают контракты с продюсером Максимом Фадеевым

Cosmopolitan
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.
Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним

Овес был популярным средством для лечения кожи на протяжении веков

Cosmopolitan
Палеонтологи обнаружили новый вид жуков в копролите триасового архозавра Палеонтологи обнаружили новый вид жуков в копролите триасового архозавра

Первое насекомое, описанное на основе находки в копролите

N+1
Самая популярная песня в мире: это не рок и не хип-хоп Самая популярная песня в мире: это не рок и не хип-хоп

Пробуем разобраться в песенной арифметике и бухгалтерии

Playboy
Поединок с астмой Поединок с астмой

Опытный врач отвечает на самые важные вопросы о бронхиальной астме

Лиза
Плоть «Медузы» Плоть «Медузы»

Картина Теодора Жерико «Плот «Медузы»

Вокруг света
Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно

Как научиться ссориться грамотно?

Psychologies
Открыть в приложении