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
От «рыженькой» из От «рыженькой» из

Свою карьеру звезды "первого эшелона" Анна Седокова начала в 2002 году

Cosmopolitan
Красиво есть не запретишь Красиво есть не запретишь

Русская кухня давно больше, чем салат оливье и борщ

Tatler
Как общаться с нетактичными людьми: 5 действенных стратегий Как общаться с нетактичными людьми: 5 действенных стратегий

Как защититься и добиться своего в общении с непростыми людьми

Psychologies
Пока все дома Пока все дома

Новобранцы Дома Fendi: приглашенный «варяг» Ким Джонс и Дельфина Делеттре

Vogue
Как парень с ДЦП попал в список Forbes – интервью с Иваном Бакаидовым Как парень с ДЦП попал в список Forbes – интервью с Иваном Бакаидовым

Иван Бакаидов — про инвалидность и общество, о целях и своем будущем

GQ
«Белый лотос»: сериал про Гавайи без рая или как отпуск может стать кошмаром «Белый лотос»: сериал про Гавайи без рая или как отпуск может стать кошмаром

На Амедиатеке вышел сериал «Белый лотос» - как раз в разгар отпусков

Cosmopolitan
Команда «Цельсь!»: как Россия переходит от технократического капитализма к бюрократическому Команда «Цельсь!»: как Россия переходит от технократического капитализма к бюрократическому

Технократическая политика превращается в бюрократическую подгонку результатов

Forbes
Формула успеха: энергия и классные идеи Формула успеха: энергия и классные идеи

Как проходит день блогера-миллионника?

OK!
Это вам на вырост Это вам на вырост

Дизайнер Вардуи Назарян придумала ткань, которая прорастает цветами

Harper's Bazaar
Классика нашего времени: 10 культовых романов XXI века Классика нашего времени: 10 культовых романов XXI века

Любите классическую литературу и перечитали всех великих прошлого?

Вокруг света
Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд Проще не придумаешь: как снять стресс всего за 16 секунд

Многие из нас испытывают стресс, при этом бороться с ним эффективно не умеют

Cosmopolitan
Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон

Почему одни обожают Кейт Миддлтон, а другие — Меган Маркл?

Cosmopolitan
Сидел в тюрьме, стал проповедником и начал двигать фондовый рынок Индонезии в Instagram: кто такой Юсуф Мансур Сидел в тюрьме, стал проповедником и начал двигать фондовый рынок Индонезии в Instagram: кто такой Юсуф Мансур

Юсуф Мансур — один из самых популярных в Индонезии проповедников

VC.RU
Дело — труба: почему из выхлопной трубы валит черный дым Дело — труба: почему из выхлопной трубы валит черный дым

Почему одни грузовики и автобусы дымят, а другие не выделяются из потока?

Вокруг света
«Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол «Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол

«Тед Лассо» — сериал про любовь и доброту, который должна посмотреть каждая

Cosmopolitan
Три кита, на которых стоят гармоничные отношения Три кита, на которых стоят гармоничные отношения

Какие отношения можно назвать гармоничными и здоровыми?

Psychologies
Удалил порно с собой и стал помогать моделям: разработчик создал сервис, который блокирует украденные видео с OnlyFans Удалил порно с собой и стал помогать моделям: разработчик создал сервис, который блокирует украденные видео с OnlyFans

Дэн Пёрселл помогает моделям с OnlyFans удалять украденный контент

VC.RU
Откровенные фото красавиц-актрис сериала «Полярный»: Шпицы, Зверевой и других Откровенные фото красавиц-актрис сериала «Полярный»: Шпицы, Зверевой и других

Актрисы сериала «Полярный» умело демонстрируют свою сексуальность

Cosmopolitan
Физики обнаружили дважды открыто очарованный тетракварк Физики обнаружили дважды открыто очарованный тетракварк

Ученые обнаружили новую частицу — тетракварк

N+1
На солнечной стороне На солнечной стороне

Дом архитектора Александра Дорохова, руководителя бюро «AD Project»

Seasons of life
Лучше, чем у Кары: как быстро отрастить красивые брови Лучше, чем у Кары: как быстро отрастить красивые брови

Какие брови сегодня в моде и как их заполучить?

Cosmopolitan
Три кубита вычислителя Zuchongzhi в сотни раз усложнили задачу генерации случайной строки Три кубита вычислителя Zuchongzhi в сотни раз усложнили задачу генерации случайной строки

Вычислитель Zuchongzhi оказался мощнее Sycamore компании Google

N+1
Укрощаем сахарного монстра: что есть, чтобы справиться с тягой к сладкому Укрощаем сахарного монстра: что есть, чтобы справиться с тягой к сладкому

Продукты, которые помогают справиться с сахарной зависимостью

Cosmopolitan
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
Дары Кубани Дары Кубани

Геленджик — слово года не только для ценителей остросюжетного кино на ютьюбе

Tatler
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

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
Домашняя талассотерапия Домашняя талассотерапия

Лечимся целебной морской водой, не выезжая на курорт

Лиза
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
Открыть в приложении