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
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
10 главных модных ошибок русских женщин — проверь, совершаешь ли ты их? 10 главных модных ошибок русских женщин — проверь, совершаешь ли ты их?

Русский стиль — это не только жены миллионеров

VOICE
Всегда первая! Всегда первая!

Как определить подходящий тебе вид спорта с помощью нумерологии

Лиза
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
Любить себя – всегда модно: девушки-модели, чьи примеры доказывают это Любить себя – всегда модно: девушки-модели, чьи примеры доказывают это

Какой бывает красота?

Playboy
Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души

Итальянский медиевист написал книгу про страх и ненависть абсолютных монархов

СНОБ
Как создавалась обложка литературного номера Esquire Как создавалась обложка литературного номера Esquire

Как Дмитрий Аске — настоящий человек-оркестр — создавал обложку Esquire

Esquire
Как плавание укрепляет память и делает нас моложе Как плавание укрепляет память и делает нас моложе

Как плавание влияет на мозг?

Популярная механика
Звук времени Звук времени

О фильме «Для Лучо», биографии любимого певца Италии и самой Италии

Weekend
«Поедете этапом в СИЗО, где вас будут насиловать». Монолог бывшего заключенного Ангарской колонии «Поедете этапом в СИЗО, где вас будут насиловать». Монолог бывшего заключенного Ангарской колонии

Что происходило в Ангарской колонии?

СНОБ
Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи

В зоопарке элементарных частиц пополнение

Популярная механика
Кромвель в XVI веке за несколько лет у власти построил огромный особняк в центре Лондона Кромвель в XVI веке за несколько лет у власти построил огромный особняк в центре Лондона

Томас Кромвелю был обладателем одного из самых больших частных домов Лондона

N+1
Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть

Как летнее «голодание» может нанести организму серьезный ущерб

Cosmopolitan
Нативная и кроссплатформенная разработка мобильных приложений - в чем разница Нативная и кроссплатформенная разработка мобильных приложений - в чем разница

Что выбрать: нативную или кроссплатформенную разработку?

Популярная механика
Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине

Отрывок из романа Лорана Бине — об иллюзорности цивилизационного превосходства

Esquire
Лучше, чем у Кары: как быстро отрастить красивые брови Лучше, чем у Кары: как быстро отрастить красивые брови

Какие брови сегодня в моде и как их заполучить?

Cosmopolitan
Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова

Признаки, ориентируясь на которые можно понять, что твоё здоровье в порядке

Cosmopolitan
Биография хаоса Биография хаоса

«Заппа» — хулиганский и жестокий фильм о свободе и любви

Weekend
Без воспаления и пигментации: как безопасно удалить волосы перед пляжным сезоном Без воспаления и пигментации: как безопасно удалить волосы перед пляжным сезоном

Как правильно удалять волосы перед выходом на пляж

Cosmopolitan
Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса Две пиццы на команду и другие странные бизнес-принципы Джефа Безоса

Экстравагантные правила ведения бизнеса от Джефа Безоса

Maxim
В вашем возрасте уже пора! Какие процедуры нам навязывают салоны красоты В вашем возрасте уже пора! Какие процедуры нам навязывают салоны красоты

Нужны ли нам косметические процедуры против старения?

Cosmopolitan
5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года 5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года

Пять оптимальных моделей аккумуляторных шуруповертов для дома

CHIP
«Конфиденциальный поставщик механизмов»: CEO Parmigiani Fleurier Гвидо Террени о настоящем и будущем мануфактуры «Конфиденциальный поставщик механизмов»: CEO Parmigiani Fleurier Гвидо Террени о настоящем и будущем мануфактуры

Гвидо Террени — как превратить мануфактуру в лидера рынка?

Forbes
Uber-сюрприз: “человеческий фактор” и аварии беспилотных автомобилей Uber-сюрприз: “человеческий фактор” и аварии беспилотных автомобилей

Технологические аварии давно не редкость, но кто в них виноват?

Популярная механика
Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость

Основные риски при инвестировании в недвижимость

СНОБ
Брюс Уиллис, Эдвард Нортон, Гвинет Пэлтроу — топ невыносимых актеров Голливуда Брюс Уиллис, Эдвард Нортон, Гвинет Пэлтроу — топ невыносимых актеров Голливуда

Самые скандальные звезды Голливуда

Cosmopolitan
Умри все живое: мифы и правда о пастеризованном молоке Умри все живое: мифы и правда о пастеризованном молоке

Температуры, давление под 6000 атмосфер — чему только не подвергается молоко

Вокруг света
Дмитрий Светозаров. Рукописи не горят Дмитрий Светозаров. Рукописи не горят

Режиссер Дмитрий Светозаров открыл многих современных кинозвезд

Коллекция. Караван историй
Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга

Как псилоцибин влияет на нейронную пластичность в мозге млекопитающих

Популярная механика
Открыть в приложении