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
Очарование легенды Очарование легенды

Наполеон сделал многое, чтобы придать своей личности образ сверхчеловека

Дилетант
Сильнее страха и отчаяния. О Филиппе Авдееве — актере, режиссере и создателе бренда «Белый шум» Сильнее страха и отчаяния. О Филиппе Авдееве — актере, режиссере и создателе бренда «Белый шум»

Филипп Авдеев о судьбе театра «Гоголь-центра» и своей собственной жизни

СНОБ
Как помочь ребенку не забыть английский за лето Как помочь ребенку не забыть английский за лето

Как сохранить знания английского языка у ребенка?

Psychologies
Бьерн Андресен. На руинах красоты Бьерн Андресен. На руинах красоты

О судьбе звезды «Смерти в Венеции» размышляет Сергей Николаевич

СНОБ
Почему не получается похудеть: 3 неочевидные причины, о которых ты не думаешь Почему не получается похудеть: 3 неочевидные причины, о которых ты не думаешь

Лишний вес не такой уж ненужный, как может казаться

Cosmopolitan
Египтологи воссоединили хранившиеся на разных континентах отрывки из Книги мертвых Египтологи воссоединили хранившиеся на разных континентах отрывки из Книги мертвых

Американские египтологи соединили две части древнеегипетского артефакта

N+1
Как двойные звезды Как двойные звезды

Двойные звездные системы могут скрывать множество потенциально обитаемых планет

Популярная механика
Три причины, по которым вас не слушают. Как выступать, чтобы никто не скучал Три причины, по которым вас не слушают. Как выступать, чтобы никто не скучал

Как быть услышанным в XXI веке?

СНОБ
Почему этот динозавр стал таким маленьким? Всему виной муравьиная диета Почему этот динозавр стал таким маленьким? Всему виной муравьиная диета

Изменение рациона альваресзавров привело к уменьшению их размеров

National Geographic
Остались друзьями? Хроника развода Анджелины Джоли и Брэда Питта Остались друзьями? Хроника развода Анджелины Джоли и Брэда Питта

Что Джоли и Питт говорили о своём разводе

Cosmopolitan
В Англии обнаружили уникальный метеорит, не похожий ни на один другой из ранее найденных В Англии обнаружили уникальный метеорит, не похожий ни на один другой из ранее найденных

Он образовался из того же облака пыли и газа, которое породило Солнце и планеты

National Geographic
Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим

У пожилых людей просоциальное поведение влияет на способность к обучению

N+1
Дальняя дача Дальняя дача

Юлия Федотова призывает приезжать на Мальту всей семьей

Tatler
Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт

Самая известная летчица своего времени бесследно исчезла над Тихим океаном

Вокруг света
Эффективные и безопасные: 5 диет, с которыми ты точно похудеешь Эффективные и безопасные: 5 диет, с которыми ты точно похудеешь

Какая-то из этих диет точно поможет достичь результата

Cosmopolitan
Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой

Депрессия, детские травмы, тревожность – можно ли помочь себе с помощью книг?

Популярная механика
Болезни, от которых страдают гиперответственные люди Болезни, от которых страдают гиперответственные люди

Как на наше физическое состояние влияет избыточная ответственность?

Psychologies
«Жучиный сок» оказался лучше тефлоновой смазки «Жучиный сок» оказался лучше тефлоновой смазки

Природа придумала вещество, которое превосходит тефлон

National Geographic
Как сказать партнеру о том, что вы хотите расстаться Как сказать партнеру о том, что вы хотите расстаться

Эти четыре правила помогут вам экологично расстаться с партнером

Psychologies
Что будет, если уронить мяч на разных планетах: видео Что будет, если уронить мяч на разных планетах: видео

Ученый-планетолог наглядно сравнил силу притяжения на объектах Солнечной системы

National Geographic
В Сингапуре запустили одну из крупнейших в мире плавучих солнечных ферм В Сингапуре запустили одну из крупнейших в мире плавучих солнечных ферм

В Сингапуре начали уделять больше внимания экологии

National Geographic
5 неявных признаков психических расстройств 5 неявных признаков психических расстройств

Первые признаки психического нездоровья

Psychologies
Какой должна быть мощность хорошего триммера для травы? Какой должна быть мощность хорошего триммера для травы?

Какой мощности триммера для травы вам будет достаточно?

CHIP
Призрачная красота: как обработать фото, чтобы никто не заметил Призрачная красота: как обработать фото, чтобы никто не заметил

Профессионал: о правилах обработки снимков и том, как не переборщить с фотошопом

Cosmopolitan
«Что если я не готова отдать жизнь за Родину?»: как в школах «воспитывают патриотов» и что меняет новый стандарт «Что если я не готова отдать жизнь за Родину?»: как в школах «воспитывают патриотов» и что меняет новый стандарт

Что о гражданско-патриотическом воспитании думают учителя в России?

TJ
«У Алисы нет проблем. У нее все прекрасно». История девятилетней девочки-вундеркинда, которая сдала ЕГЭ, а теперь поступает в МГУ «У Алисы нет проблем. У нее все прекрасно». История девятилетней девочки-вундеркинда, которая сдала ЕГЭ, а теперь поступает в МГУ

Стоит ли радоваться за девятилетнюю девочку, которая поступает в МГУ?

СНОБ
Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений

Пион — соперник розы, который завоевал сердца ценителей красоты по всеми миру

Вокруг света
Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал

Сериалы под любое настроение

Cosmopolitan
9 способов взбодриться без кофе и энергетиков 9 способов взбодриться без кофе и энергетиков

Как разбудить и привести себя в чувство без кофеина

Maxim
Открыть в приложении