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

Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу

На Олимпийских играх в Токио дебютировал скейтбординг — с победами юных девушек

РБК
Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина

Виталина Бацарашкина — олимпийская чемпионка в стрельбе из пистолета

Maxim
Игры vs книги: какой формат обучения стоит использовать сегодня Игры vs книги: какой формат обучения стоит использовать сегодня

Почему в мире набирает популярность игровой формат обучения?

Популярная механика
«Мужчин они выбирали сами, им за это никто не платил» «Мужчин они выбирали сами, им за это никто не платил»

Сильви Бюиссон о музах Монпарнаса

Weekend
Чтобы не пожалеть: какие бьюти-процедуры можно и нельзя делать перед отпуском Чтобы не пожалеть: какие бьюти-процедуры можно и нельзя делать перед отпуском

Некоторые бьюти-процедуры летом категорически запрещены!

Cosmopolitan
Дешёвая фурнитура и полиэстер в составе — как определить качество купальника Дешёвая фурнитура и полиэстер в составе — как определить качество купальника

Найти хороший качественный купальник по адекватной цене порой бывает непросто

Cosmopolitan
«Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться? «Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться?

Пресбиопия — почему она начинается после 40 лет и как с ней жить?

Psychologies
Насос вместо лейки: как настроить полив дождевой водой на даче Насос вместо лейки: как настроить полив дождевой водой на даче

Выбираем насос и систему полива, которая будет бочку с водой или колодец

CHIP
Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля

Это навык позволяет пенницам кормиться соком ксилемы

N+1
Chevrolet Suburban. Терпкий запах революции Chevrolet Suburban. Терпкий запах революции

Chevrolet Suburban создан в Арлингтоне, а его версия называется Texas Edition

4x4 Club
Правила нетворкинга на деловых мероприятиях: как события формируют сообщество единомышленников Правила нетворкинга на деловых мероприятиях: как события формируют сообщество единомышленников

Аспекты нетворкинга в рамках крупных мероприятий

Forbes
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
10 кг за месяц, но какой ценой! Что такое ХГЧ-диета и надо ли на ней худеть 10 кг за месяц, но какой ценой! Что такое ХГЧ-диета и надо ли на ней худеть

ХГЧ-диета действительно помогает быстро сбросить вес, но стоит ли оно того?

Cosmopolitan
5 правил безопасного секса для будущей мамы 5 правил безопасного секса для будущей мамы

Как сделать секс во время беременности безопасным для себя и малыша?

Psychologies
Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея) Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея)

Помнишь лето, когда оно звучало мячом по асфальту и пахло как вода из поливалки?

Maxim
Гусеницы позаимствовали у вирусов белки для убийства наездников Гусеницы позаимствовали у вирусов белки для убийства наездников

Они не дают личинкам наездников развиваться

N+1
Российские физики установили алмазные детекторы на Большой адронный коллайдер Российские физики установили алмазные детекторы на Большой адронный коллайдер

Алмазные датчики помогут получить новые данные об устройстве материи

Популярная механика
Тонкости создания собственного бренда и производства: история успеха Lelu Kids Тонкости создания собственного бренда и производства: история успеха Lelu Kids

Лена Лежнева делится опытом создания собственного успешного бренда

Cosmopolitan
Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe

Салехард — идеальное место для теста «Какой из тебя внедорожник»

РБК
«Со мной все нормально»: 3 шага, чтобы принять себя по-настоящему «Со мной все нормально»: 3 шага, чтобы принять себя по-настоящему

Почему даже когда мы меняемся, наша нелюбовь к себе не уходит?

Psychologies
Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы» Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы»

Щелезуб — одно из немногих ядовитых млекопитающих на земле

Вокруг света
Почему 5G – билет в будущее для бизнеса Почему 5G – билет в будущее для бизнеса

Будущее зависит от возможности подключения к интернету

Популярная механика
Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей

Мост, собор, виадук превращаются… превращаются…

Вокруг света
Новый тренд: люди мира все громче требуют права ремонтировать свою технику Новый тренд: люди мира все громче требуют права ремонтировать свою технику

Починить нельзя выбросить!

Maxim
«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
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

Галина Никулина во время карантина приехала в родные места. И осталась

Seasons of life
Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа

Самые сложные и завораживающие фигуры высшего пилотажа

Вокруг света
Мысли о смерти, проблемы с зачатием: что не так с главным средством от прыщей Мысли о смерти, проблемы с зачатием: что не так с главным средством от прыщей

Акне — болезнь, серьезность которой недооценивают

Cosmopolitan
Вадим Гаевский. Прощальный дивертисмент Вадим Гаевский. Прощальный дивертисмент

О значении Гаевского в духовной жизни нескольких поколений театральных людей

СНОБ
Среднерусская доска Среднерусская доска

История российского скейтбординга: от неформалов до олимпийской сборной

GQ
Открыть в приложении