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 красиво сказать и написать «Доброе утро» девушке: 49 креативных и милых идей Как красиво сказать и написать «Доброе утро» девушке: 49 креативных и милых идей

Подборка оригинальных пожеланий доброго утра для возлюбленной

Playboy
Свинячьи грибы, или маслята Свинячьи грибы, или маслята

Маслята — одни из самых собираемых грибов в России

Наука и жизнь
Глеб Калюжный – о своем первом альбоме JUN1OR Глеб Калюжный – о своем первом альбоме JUN1OR

Начало музыкального пути с отсылкой к хип-хоп культуре начала 2000-х

GQ
6 безобидных мероприятий, которые могут убить самые крепкие отношения 6 безобидных мероприятий, которые могут убить самые крепкие отношения

Если вы пройдете все испытания вдвоем — будете вместе вечно

Maxim
Дай отдохнуть вибратору: три причины использовать пальцы для мастурбации Дай отдохнуть вибратору: три причины использовать пальцы для мастурбации

Веские причины отложить вибраторы в сторону

Cosmopolitan
На фоне Серова На фоне Серова

Анна Толстова о Николае Фешине

Weekend
Что в номере тебе моем: краткая история автомобильных регистрационных знаков Что в номере тебе моем: краткая история автомобильных регистрационных знаков

Автомобильные номера — любопытная глава автомобильной истории

Вокруг света
«Самое главное — гармония внутри» «Самое главное — гармония внутри»

Татьяна Навка всегда в центре внимания

OK!
От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино

Как менялись персонажи из России в массовой культуре в течение последних 70 лет

Forbes
5 модных утренних ритуалов, которые могут провоцировать тревогу и стресс 5 модных утренних ритуалов, которые могут провоцировать тревогу и стресс

Как «правильное» модное утро может нанести вред психике?

Psychologies
Роковые пари Роковые пари

Как публичные споры известных миллиардеров отражаются на заработках инвесторов

Forbes
12 фильмов о спорте, которые вдохновляют на победу 12 фильмов о спорте, которые вдохновляют на победу

Cамое время посмотреть кино о спортсменах и их пути

GQ
Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок

Как компании возрождают моду на складные телефоны

Forbes
Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте

Эти признанные мастера начали карьеру романистов после 30 лет

Вокруг света
Горячие штучки: блюда, которые разожгут вашу страсть Горячие штучки: блюда, которые разожгут вашу страсть

Сегодня на плите забурлит котел страсти, ведь в ход пойдут афродизиаки

Psychologies
15 мыслей Кристиана Лубутена 15 мыслей Кристиана Лубутена

Кристиан Лабутен — о подошвах, деньгах и протестах BLM

GQ
Мать сказала, что завтра возьмет меня на завод Мать сказала, что завтра возьмет меня на завод

Рассказ Оксаны Васякиной, в котором мама впервые берет дочку на завод

Esquire
Навстречу солнцу Навстречу солнцу

Какая защита от вредных ультрафиолетовых лучей нужна твоей коже?

Лиза
По ком стучит дятел: 6 занимательных фактов о лесных птицах По ком стучит дятел: 6 занимательных фактов о лесных птицах

Болит ли у дятла голова? Почему он стучит по дереву?

Вокруг света
8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух 8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух

8 музеев, разглядывать экстерьер которых не менее интересно, чем их экспонаты

Playboy
Агония под музыку: как проходили танцевальные марафоны в США Агония под музыку: как проходили танцевальные марафоны в США

Первый танцевальный марафон был проведен в США в 1909 году

Cosmopolitan
Стоит ли смотреть фильм «Время» про абсурдность и банальность нашей жизни Стоит ли смотреть фильм «Время» про абсурдность и банальность нашей жизни

Режиссер М. Найт Шьямалан выпустил очень интересное кино «Время»

GQ
Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова: Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова:

Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова — о скалолазании и любви

Караван историй
Они признались: звезды, сделавшие пластику и долго ее скрывавшие Они признались: звезды, сделавшие пластику и долго ее скрывавшие

Была операция или нет? Была, ответили знаменитости.

VOICE
Тише, знамя российского спорта. Зачем нашим спортсменам велят молчать о политике Тише, знамя российского спорта. Зачем нашим спортсменам велят молчать о политике

Олимпийский комитет России вручил спортсменам свои напутствия

СНОБ
Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок

Ученые определили происхождение китайского фарфора X–XI века в Испании

N+1
Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления

Лагерь «Сенчури» грозит открыть миру все то, что люди закопали в снег

Популярная механика
Разница температур Разница температур

Как быть, если у партнеров не совпадают потребности в сексе?

Лиза
Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие

Что произошло с актерами знаменитого фильма «Сибирский цирюльник»?

Cosmopolitan
Открыть в приложении