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
Коммерческие авто рулят из-под Калуги на экспорт Коммерческие авто рулят из-под Калуги на экспорт

Stellantis намерен в пять раз увеличить выпуск в России автомобилей класса LCV

Эксперт
В какие часы лучше всего пить кофе В какие часы лучше всего пить кофе

Когда стоит пить кофе?

Psychologies
Трамп в Ленинграде и еще 4 ретрофотографии из СССР Трамп в Ленинграде и еще 4 ретрофотографии из СССР

Редкие фото времен СССР удивят даже знатоков

Вокруг света
«Разумный производитель компоненты не делает» «Разумный производитель компоненты не делает»

Какие вызовы стоят перед старейшим в России контрактным производителем иномарок

Эксперт
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
Блогер Блогер

Секреты блогеров: как попасть в тренды и сколько можно заработать?

Лиза
Углеводное чередование: сжигаем килограмм жира за неделю Углеводное чередование: сжигаем килограмм жира за неделю

Хочешь быстро похудеть, но так, чтобы твои мышцы не пострадали?

Cosmopolitan
История чая: пять мифов и легенд История чая: пять мифов и легенд

27 мая 1615 года чай был впервые ввезен в Европу

Вокруг света
Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат

Полезно ли начинать утро с коллагена, а на ночь пить воду с клетчаткой?

Cosmopolitan
Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами

Далеко не все средневековые дамы довольствовались пассивной ролью в политике

Forbes
Как сделать таблицу в PowerPoint: 2 простых способа Как сделать таблицу в PowerPoint: 2 простых способа

Как сделать таблицу в редакторе для создания презентаций

CHIP
Прямо на улицах читают книги. Чем дети из поселков отличаются от сверстников из больших городов Прямо на улицах читают книги. Чем дети из поселков отличаются от сверстников из больших городов

Как отличаются дети из сел от обычных пациентов психолога в столичных клиниках

СНОБ
Лавовые купола: насколько они опасны? Лавовые купола: насколько они опасны?

Развитие лавовых куполов — процесс, связанный с изменением вязкости магмы

Наука и жизнь
Убойный футбол: 10 диких игр с мячом Убойный футбол: 10 диких игр с мячом

Забавные предки и не менее веселые потомки футбола

Вокруг света
Как перестать всем угождать и наконец начать жить Как перестать всем угождать и наконец начать жить

Бывает ли у вас ощущение, что вы не справляетесь... с этой жизнью?

Psychologies
10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них! 10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них!

Популярные запреты и правила, которым не стоит следовать

Cosmopolitan
Токсики, нарциссы и газлайтеры: простые приемы, которые помогут им противостоять Токсики, нарциссы и газлайтеры: простые приемы, которые помогут им противостоять

Отрывок из книги Шахиды Араби «Токсичные люди»

Inc.
Наполеон Орлёнок: прерванный полёт Наполеон Орлёнок: прерванный полёт

В 1811 году у Наполеона Бонапарта родился долгожданный наследник

Дилетант
Только без паники! Только без паники!

Продукты и напитки, которые усиливают тревожность, и наоборот

Лиза
Любимые мужчины самых красивых актрис мира: Джулии Робертс, Меган Фокс и других Любимые мужчины самых красивых актрис мира: Джулии Робертс, Меган Фокс и других

Избранники Энн Хэтэуэй, Меган Фокс, Джулии Робертс и других красавиц Голливуда

Cosmopolitan
Артефакты из Мезмайской пещеры указали на широкую сеть обмена в эпоху верхнего палеолита Артефакты из Мезмайской пещеры указали на широкую сеть обмена в эпоху верхнего палеолита

Изделия из бивня мамонта принесли в пещеру с территории Русской равнины

N+1
Сервер на колесах: каким будет транспорт будущего Сервер на колесах: каким будет транспорт будущего

Рано или поздно беспилотный транспорт станет повседневной реальностью

Популярная механика
Уход за пожилыми людьми: 5 лайфхаков, которые упростят жизнь Уход за пожилыми людьми: 5 лайфхаков, которые упростят жизнь

Ухаживать за пожилыми людьми – непростой ежедневный труд

Cosmopolitan
Курсы по кибербезопасности и повышению самооценки: как корпорации поддерживают девочек Курсы по кибербезопасности и повышению самооценки: как корпорации поддерживают девочек

Крупные компании, которые стремятся переломить гендерные стереотипы

Forbes
10 аудиокниг для любителей спорта 10 аудиокниг для любителей спорта

Подборка книг для любителей спорта

Популярная механика
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
Быстрее, выше, сильнее: лучшие фильмы о советском спорте Быстрее, выше, сильнее: лучшие фильмы о советском спорте

Фильмы и сериалы о советском спорте

Cosmopolitan
Сатиновые панталоны и ямки для ног: как занимались в СССР спортом наши бабушки Сатиновые панталоны и ямки для ног: как занимались в СССР спортом наши бабушки

Развитие массового спорта в СССР — Всеобуч, Спортинтерн и Спартакиада

Cosmopolitan
Есть возле Рэдинга тюрьма... Есть возле Рэдинга тюрьма...

История Рэдингской тюрьмы

Дилетант
Открыть в приложении