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
История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс История одной встречи Безоса и Маска: Blue Origin хотела искать ресурсы, а SpaceX — поскорее колонизировать Марс

Безос не слушал Маска. Последнему удалось запустить ракету на семь лет раньше

VC.RU
Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак

Как питание влияет на развитие рака и каких продуктов лучше избегать

Cosmopolitan
«Перед чебуреками все были равны». Как закрылась самая известная чебуречная в Москве «Перед чебуреками все были равны». Как закрылась самая известная чебуречная в Москве

Почему из-за закрытия чебуречной с маргинальным флером забеспокоились москвичи

СНОБ
Автопробег: русская Ривьера Автопробег: русская Ривьера

Вырваться из привычной жизненной колеи — реально

Вокруг света
Тайные возлюбленные и громкие разводы: личная жизнь звезд сериала «Медиатор» Тайные возлюбленные и громкие разводы: личная жизнь звезд сериала «Медиатор»

Неординарная личная жизнь звезд сериала «Медиатор»

Cosmopolitan
«Дорога в Китеж»: отрывок из нового романа Бориса Акунина «Дорога в Китеж»: отрывок из нового романа Бориса Акунина

Фрагмент из романа «Дорога в Китеж» о «мушкетерах», желающих свергнуть Николая I

СНОБ
На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером

Как удержать баланс между «Я» и «мы» и дорастить брак до партнерского?

Psychologies
Лидер по зерну и агроэкспорту Лидер по зерну и агроэкспорту

Обзор агропромышленного комплекса Ростовской области по итогам работы

Агроинвестор
9 элементарных заблуждений из нашей жизни, верить в которые просто стыдно 9 элементарных заблуждений из нашей жизни, верить в которые просто стыдно

Вырви из головы эти заблуждения раз и навсегда и выкинь куда подальше!

Maxim
Натали Вуд или Наталья Захаренко? Американская актриса с русской душой Натали Вуд или Наталья Захаренко? Американская актриса с русской душой

Самые яркие роли Натали Вуд

Cosmopolitan
Компании пытаются заменить электричество и нефть «экологичным» водородом: кто производит оборудование для этого рынка Компании пытаются заменить электричество и нефть «экологичным» водородом: кто производит оборудование для этого рынка

Почему автомобили на водороде не стали популярнее электрокаров?

VC.RU
Заряд для бизнеса: чем запомнится электрический Porsche Taycan на «Иннопроме» Заряд для бизнеса: чем запомнится электрический Porsche Taycan на «Иннопроме»

Porsche Taycan на «Иннопроме»

Forbes
5 главных законов личностного роста 5 главных законов личностного роста

Уделив внимание личностному росту, можно укрепить свое психологическое состояние

Psychologies
15 идиотизмов, которые нас окружают 15 идиотизмов, которые нас окружают

Привычные вещи, отнимающие время и нервы, про которые нельзя спрашивать

Maxim
Капитанская папка: как моряк из Петербурга превратил хобби в бизнес на 150 млн рублей Капитанская папка: как моряк из Петербурга превратил хобби в бизнес на 150 млн рублей

Проект «Верфь» начинался как хобби двух петербургских моряков

Forbes
Мечтать не вредно! Мечтать не вредно!

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

Лиза
Борис Эйфман: Чужое недоброжелательство — лучший стимул для творчества Борис Эйфман: Чужое недоброжелательство — лучший стимул для творчества

Интервью с Борисом Эйфманом

СНОБ
Чучхе навсегда: все, что нужно знать о Северной Корее Чучхе навсегда: все, что нужно знать о Северной Корее

Правительственный эксперимент Северной Кореи

Maxim
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
Как избавиться от неприятного запаха в квартире Как избавиться от неприятного запаха в квартире

Наполнив квартиру запахами природы, ты удивишься, насколько нравишься себе

Maxim
Принцесса навсегда Принцесса навсегда

В чем феномен народной любви к леди Ди?

Лиза
«TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи «TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи

Про устройство бизнеса на товарах в TikTok

VC.RU
Влюбиться в двоих: ошибка или приключение? Влюбиться в двоих: ошибка или приключение?

Почему иногда нам хочется вступить в новые отношения, не разрушая старые?

Psychologies
Британские пещеры Анкор Черч оказались раннесредневековой кельей Британские пещеры Анкор Черч оказались раннесредневековой кельей

Британские археологи обследовали пещеры Анкор Черч в графстве Дербишир

N+1
6 мифов о лазерной эпиляции, которые давно пора разрушить 6 мифов о лазерной эпиляции, которые давно пора разрушить

Избавиться от нежелательных волос навсегда – мечта каждой девушки

Cosmopolitan
Смерти нет: ВИЧ-диссиденты, которые не верят в существование СПИДа Смерти нет: ВИЧ-диссиденты, которые не верят в существование СПИДа

Кто такие ВИЧ-диссиденты?

Cosmopolitan
Актриса Сабина Ахмедова: Чтобы происходили перемены, нужны люди Актриса Сабина Ахмедова: Чтобы происходили перемены, нужны люди

Актриса Сабина Ахмедова — о проблемах домашнего насилия и харассмента

СНОБ
«Синдром главного героя» захватил поколение Z? «Синдром главного героя» захватил поколение Z?

Мы загружены в матрицу, только т-с-с!

Playboy
Бьюти-вундеркинды: как живут и сколько зарабатывают известные дети-визажисты Бьюти-вундеркинды: как живут и сколько зарабатывают известные дети-визажисты

Дети-мейкаперы владеют кистями ничуть не хуже старших коллег

Cosmopolitan
Открыть в приложении