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
Секреты похудения звезд группы «Блестящие»: массажи, фитнес и «праздник живота» Секреты похудения звезд группы «Блестящие»: массажи, фитнес и «праздник живота»

Этими сладкоголосыми певицами любуется вся страна

Cosmopolitan
Тайна великого повелителя бескрайних вод: где родился Чингисхан? Тайна великого повелителя бескрайних вод: где родился Чингисхан?

Одна из главных тайн властителя полумира — место, где он родился

Вокруг света
Азбука Marvel: гид по одной из самых сложных киновселенных от А до Я Азбука Marvel: гид по одной из самых сложных киновселенных от А до Я

Подробный гид по миру супергероев Марвел

Esquire
Яблочные гусли Яблочные гусли

Гусляр, педагог и мастер-гусельщик из поселка Вязовая на Южном Урале

Seasons of life
«Думал, буду с кальяном встречать гостей»: какие уроки вынес предприниматель, который без опыта в общепите купил кафе «Думал, буду с кальяном встречать гостей»: какие уроки вынес предприниматель, который без опыта в общепите купил кафе

Предприниматель рассказал, почему его детская мечта обернулась долгами

VC.RU
7 признаков того, что ваша доброта вредит отношениям 7 признаков того, что ваша доброта вредит отношениям

Как проявлятся переизбыток доброты?

Psychologies
Отблагодарить по-свински Отблагодарить по-свински

Эти животные не раз жертвовали собой, спасая человечество от тяжелейших болезней

Вокруг света
Не только окрошка. Вишисуаз, довга и еще 10 рецептов охлаждающих летних супов Не только окрошка. Вишисуаз, довга и еще 10 рецептов охлаждающих летних супов

Небанальные рецепты летних супов

Cosmopolitan
Тайная суперсила зрения Тайная суперсила зрения

Пять способов повлиять на мозг через глаза

Reminder
Стреляющий нож для гражданина Бонда Стреляющий нож для гражданина Бонда

А вот такой штуковины в арсенале мистера Кью не было…

Maxim
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

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

Seasons of life
10 российских брендов одежды, популярных у зарубежных звезд 10 российских брендов одежды, популярных у зарубежных звезд

Российская индустрия моды становится все более глобальной

РБК
Палеонтологи описали древнейшее способное трещать крыльями насекомое Палеонтологи описали древнейшее способное трещать крыльями насекомое

Палеонтологи описали древнейшее хищное летающее насекомое

N+1
Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию

Зачем конспектировать лекции, если можно просто слушать?

Популярная механика
Отпуск экстремала и спелеолога: самые таинственные и привлекательные для туризма пещеры Забайкалья Отпуск экстремала и спелеолога: самые таинственные и привлекательные для туризма пещеры Забайкалья

Главная фишка пещер — их труднодоступность и, как следствие, нетронутая красота

Вокруг света
Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога

Археологи-любители обнаружили скульптурный рельеф

N+1
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
Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд Убойная сила: как ветеран фитнес-индустрии воюет за долю рынка стоимостью $244 млрд

История фитнес-компании iFit от Скотта Уоттерсона: от рождения до наших дней

Forbes
Мигрирующий дупель поднялся на высоту 8700 метров Мигрирующий дупель поднялся на высоту 8700 метров

Днем кулики дупели летят на несколько тысяч километров выше, чем ночью

N+1
«Город заинтересован, чтобы личных машин было меньше»: зачем стартап внутри мэрии Москвы делает «народный каршеринг» «Город заинтересован, чтобы личных машин было меньше»: зачем стартап внутри мэрии Москвы делает «народный каршеринг»

Сервис, который через владельцы автомобилей могут сдавать их в аренду

VC.RU
В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире В ожидании GTA 6: топ-5 лучших шутеров в открытом мире

Игры, в которых можно угонять машины, убивать и отрываться как в последний раз

Maxim
Мировая энергетика на распутье Мировая энергетика на распутье

Мир рискует столкнуться с острым дефицитом нефти и газа

Эксперт
6 популярных мифов о солнцезащитных средствах – разбираемся вместе с экспертом 6 популярных мифов о солнцезащитных средствах – разбираемся вместе с экспертом

Точно ли ты пользуешься кремом от солнца правильно?

Cosmopolitan
Вселенная слышит тебя: сериалы о гадалках, медиумах и потустороннем мире Вселенная слышит тебя: сериалы о гадалках, медиумах и потустороннем мире

Чем загадочнее, тем лучше — вот девиз нашей подборки сериалов

Cosmopolitan
Юбилей овечки Долли. Когда же, наконец, клонируют человека? Юбилей овечки Долли. Когда же, наконец, клонируют человека?

Есть ли вообще в клонировании хоть какой-то смысл?

СНОБ
Москитный флот: 5 важных фактов о комарах Москитный флот: 5 важных фактов о комарах

Рассказываем о комарах — раздражающих и опасных насекомых

Maxim
Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину

Оказывается, мобильные игры вредны не только для детей, но и для родителей

Psychologies
Физики убедились в равенстве темпов распада W-бозонов на мюоны и таоны Физики убедились в равенстве темпов распада W-бозонов на мюоны и таоны

Физики проследили за распадом W-бозонов на детекторе ATLAS

N+1
История одной фотографии: американка в Италии История одной фотографии: американка в Италии

Фотография о мужском восхищении женской красотой или о беспощадном харассменте?

Maxim
Открыть в приложении