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

Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу Как Олимпиада показала скейтбордингу женскую перспективу

На Олимпийских играх в Токио дебютировал скейтбординг — с победами юных девушек

РБК
Дальняя дача Дальняя дача

Юлия Федотова призывает приезжать на Мальту всей семьей

Tatler
Геном дрожжей отредактировали в космосе Геном дрожжей отредактировали в космосе

В космосе в геном дрожжей внесли двухцепочечные разрывы, чтобы исследовать ДНК

N+1
7 сериалов, которые надо посмотреть до конца лета. Выбор Esquire 7 сериалов, которые надо посмотреть до конца лета. Выбор Esquire

Лучшие сериалы, от которых нельзя оторваться

Esquire
Флешмоб #PickMeGirl: за что женщины высмеивают женщин и как это остановить Флешмоб #PickMeGirl: за что женщины высмеивают женщин и как это остановить

Почему борьба против стереотипов нередко превращается в войну женщин с женщинами

Cosmopolitan
«Общество не готово принимать особенных людей». Как устроено инклюзивное образование «Общество не готово принимать особенных людей». Как устроено инклюзивное образование

С какими реальными проблемами сталкиваются инклюзивные школы?

СНОБ
Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия

Ученые из США разработали тончайший в мире двумерный магнитный материал

Популярная механика
«Вы бедны, потому что неамбициозны»: чему в своих мотивационных речах учит Джек Ма «Вы бедны, потому что неамбициозны»: чему в своих мотивационных речах учит Джек Ма

Джек Ма делится опытом, который берет за основу своих мотивационных речей

Forbes
Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости

Как страсть к фитнесу может стать поводом для обращения к специалисту?

Psychologies
Что почитать в отпуске Что почитать в отпуске

Открываем границы литературы, вышедшей за последние два года

GQ
Казахстанские археологи нашли в кургане бронзового века «хвостатый» нож Казахстанские археологи нашли в кургане бронзового века «хвостатый» нож

Археологи Казахстана обнаружили богатую коллекцию артефактов эпохи бронзы

N+1
ХХ век глазами Айн Рэнд: глава из книги «Голос разума» ХХ век глазами Айн Рэнд: глава из книги «Голос разума»

Отрывок из эссе Айн Рэнд «Уроки Вьетнама»

Esquire
Остаться без телефона и пропустить важное событие: почему мы боимся этого? Остаться без телефона и пропустить важное событие: почему мы боимся этого?

Почему мы боимся остаться без телефона

Psychologies
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения

Отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам

Популярная механика
Олимпийцы, за которыми мы будем следить в соцсетях Олимпийцы, за которыми мы будем следить в соцсетях

Десять фаворитов, за которыми стоит следить и на соревнованиях, и в соцсетях

Playboy
Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца

Европейцы опередили жителей Древнего Востока на тысячу лет

N+1
Чужие: 7 растений и животных, которые оказались феноменальными захватчиками Чужие: 7 растений и животных, которые оказались феноменальными захватчиками

Животные и растения в разных уголках света неплохо приспособились друг к другу

Вокруг света
Самые безумные теории заговора про Луну Самые безумные теории заговора про Луну

Нацистские базы, космическая станция инопланетян и авария СССР — мифы про Луну

Maxim
Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца

Что такое синдром самозванца?

Forbes
Как соблазнить мужчину с помощью голоса Как соблазнить мужчину с помощью голоса

О женской энергетике и умении общаться рассуждает речевой тренер

Psychologies
Антитела против бактериофагов помешали им вылечить инфекцию Антитела против бактериофагов помешали им вылечить инфекцию

Резистентность к бактериофагам помешала медикам вылечить пациента

N+1
10 фактов о раке молочной железы, которые должна знать каждая женщина 10 фактов о раке молочной железы, которые должна знать каждая женщина

О важности диагностирования и нетипичных симптомах рака груди

Cosmopolitan
10 малоизвестных, но хороших советских фильмов 10 малоизвестных, но хороших советских фильмов

Самое время открыть для себя другую сторону советского кино

Maxim
И жили они долго и счастливо: 5 режиссёров, которые умеют рассказывать сказки И жили они долго и счастливо: 5 режиссёров, которые умеют рассказывать сказки

Режиссеры, которые прославились своими сказками — уютнымии или очень серьезными

Cosmopolitan
Не выдумка и не прихоть: 5 мифов о ПМС, которые портят нам жизнь Не выдумка и не прихоть: 5 мифов о ПМС, которые портят нам жизнь

Мифы о ПМС

Cosmopolitan
Толлундский человек перед смертью поел каши и немного рыбы Толлундский человек перед смертью поел каши и немного рыбы

Ученые изучили рацион толлундского человека

N+1
После ограбления сжечь После ограбления сжечь

Как удалось провернуть самое крупное ограбление в истории США?

GQ
Как повысить самооценку, изменив свое мышление Как повысить самооценку, изменив свое мышление

Какой образ мыслей может научить нас уважать себя?

Psychologies
7 ретрофотографий очень странных механизмов 7 ретрофотографий очень странных механизмов

Изображения очень странных штук, которых не должно было быть в нашем мире

Maxim
Кинем кости? Невероятная история настольных игр Кинем кости? Невероятная история настольных игр

Индустрия настольных игр переживает невиданный расцвет

Вокруг света
Открыть в приложении