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
Как Иван Александрович в Канны ездил. Колонка Ивана Дорна для Esquire Как Иван Александрович в Канны ездил. Колонка Ивана Дорна для Esquire

Иван Дорн делится впечатлениями: Канны и съемки у Кирилла Серебренникова

Esquire
Каково это — потерять зрение и научиться жить заново? Книга Сергея Сдобнова Каково это — потерять зрение и научиться жить заново? Книга Сергея Сдобнова

Отрывок из книги о том, как живет человек, переживший потерю зрения

Esquire
Что происходит с кожей, когда мы делаем татуировки: рассказывает специалист Что происходит с кожей, когда мы делаем татуировки: рассказывает специалист

Все о путешествии чернил в эпидермис, дерму и бесконечной борьбе с макрофагами

Playboy
10 книг, чтобы начать разбираться в психологии 10 книг, чтобы начать разбираться в психологии

Читать мысли эти книги вас не научат, но помогут разобраться в психике

РБК
Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде

Как самостоятельно позаботиться о себе и предотвратить «лечение без назначения»?

Популярная механика
Горячая линия Горячая линия

Как влияет жара и переизбыток солнца на нервную систему и наше настроение

Лиза
Лучшие книги Стивена Кинга: топ-11 произведений по мнению читателей Лучшие книги Стивена Кинга: топ-11 произведений по мнению читателей

Подборка самых выдающихся романов короля ужасов Стивена Кинга

Playboy
Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день

Прогулка — самый простой источник радости и смысла, уверен Эрлинг Кагге

РБК
Возвращение капитала: как передать наследникам в России сохраненные за рубежом средства Возвращение капитала: как передать наследникам в России сохраненные за рубежом средства

Преемственность бизнеса в России станет основной повесткой

Forbes
Археологи отопили неолитическое жилище из Чатал-Хююка древесиной и коровьим навозом Археологи отопили неолитическое жилище из Чатал-Хююка древесиной и коровьим навозом

Археологи выяснили, что воздух в неолитическом поселении был загрязнен

N+1
Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса

Рассказываем о женщинах, которые вошли в список «50 самых успешных звезд»

Forbes
С меня льет: 4 способа уменьшить потоотделение - от салонных до домашних С меня льет: 4 способа уменьшить потоотделение - от салонных до домашних

Как решить проблему повышенного потоотделения?

Cosmopolitan
Вот тебе будущий чемпион UFC: кто такой Ислам Махачев, которого называют «преемником Хабиба» Вот тебе будущий чемпион UFC: кто такой Ислам Махачев, которого называют «преемником Хабиба»

Он побеждает соперников одной левой, но до титула ему, похоже, еще далеко

Maxim
Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы

Восхождение на северный склон Эльбруса

СНОБ
Свидания в Париже: записки в кафе, красная помада и радость жизни Свидания в Париже: записки в кафе, красная помада и радость жизни

Что действительно отражает особенности поведения жителей Парижа?

Psychologies
«Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо «Женщин не так привлекает власть»: интервью с автором «тюремного эксперимента» Филипом Зимбардо

Филип Зимбардо — о проблемах мужчин и актуальности «тюремного эксперимента»

Forbes
Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать

Почему сегодня выгодно быть неравнодушным

Forbes
Тайные возлюбленные и служебные романы: личная жизнь звезд фильма «Лед» Тайные возлюбленные и служебные романы: личная жизнь звезд фильма «Лед»

Личная жизнь звезд фильма «Лед»

Cosmopolitan
Лидер по зерну и агроэкспорту Лидер по зерну и агроэкспорту

Обзор агропромышленного комплекса Ростовской области по итогам работы

Агроинвестор
«Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него» «Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него»

Наша героиня оказалась перед выбором: ее личная жизнь или чувства сестры

Psychologies
5 шоу, которые закрылись сразу после первой серии 5 шоу, которые закрылись сразу после первой серии

Далеко не каждому проекту суждено выстрелить

GQ
Ричард Рон Ричард Рон

Шесть хозяйств ГК «Терра Нова» стали инновационными фермами

Собака.ru
Самый опасный вид спорта: топ-16 рискованных активностей Самый опасный вид спорта: топ-16 рискованных активностей

Виды спорта, в которых чаще всего происходят несчастные случаи

Playboy
«Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины «Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины

Готовим шашлык так, чтобы не испортить настоящий вкус мяса

Maxim
Как пережить безответную любовь. Советы психолога Как пережить безответную любовь. Советы психолога

Для чего существует безответная любовь? Почему некоторые живут с ней годами?

РБК
Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей Как две капли воды: 10 двойников популярных достопримечательностей

Мост, собор, виадук превращаются… превращаются…

Вокруг света
Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами

Русские видеоблогеры ввели новую моду в соцсетях — портить супердорогие машины

Maxim
Уложила и забыла Уложила и забыла

Топ-5 средств, которые меньше всего портят свежесть укладки

Лиза
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
Открыть в приложении