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
Чума на оба ваши дома: древние болезни, которые никуда не исчезли Чума на оба ваши дома: древние болезни, которые никуда не исчезли

Заболеть чумой или лепрой в наши дни вполне реально

Cosmopolitan
Срочно к врачу: 7 симптомов, с которыми лучше не шутить Срочно к врачу: 7 симптомов, с которыми лучше не шутить

Эти симптомы только кажутся незначительными

Cosmopolitan
10 типов волос: как определить свой и почему это важно 10 типов волос: как определить свой и почему это важно

Как разобраться в классификации волос и определить свой тип стайлинга

Cosmopolitan
Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае

Горный Алтай: как отдохнуть, чтобы остались незабываемые впечатления?

Playboy
Для лояльных бонусы, несогласным — революция: как банановая компания United Fruit строила бизнес в Центральной Америке Для лояльных бонусы, несогласным — революция: как банановая компания United Fruit строила бизнес в Центральной Америке

Она свергала правительства, сотрудничала с ЦРУ, влияла на введение новых законов

VC.RU
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
История одной фотографии: американка в Италии История одной фотографии: американка в Италии

Фотография о мужском восхищении женской красотой или о беспощадном харассменте?

Maxim
«Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга «Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга

Можно ли натренировать мозг так же, как мы тренируем мышцы?

Psychologies
Красотки показали животики: пикантные пляжные фото актрис сериала «Воронины» Красотки показали животики: пикантные пляжные фото актрис сериала «Воронины»

Героини сериала «Воронины» запомнились телезрителям своей яркой внешностью

Cosmopolitan
Как создавалась обложка литературного номера Esquire Как создавалась обложка литературного номера Esquire

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

Esquire
Щедрость, уверенность в себе и еще 5 фактов о мужчине Раке Щедрость, уверенность в себе и еще 5 фактов о мужчине Раке

О Раках существует ряд стереотипов, с которыми пора разобраться раз и навсегда

Cosmopolitan
Топ-5 самых медленных животных планеты Топ-5 самых медленных животных планеты

Что насчет самых медленных существ планеты?

Популярная механика
Беги от него немедленно: эксперт рассказывает о 27 признаках манипулятора Беги от него немедленно: эксперт рассказывает о 27 признаках манипулятора

Как понять, что ты в отношениях с манипулятором

Cosmopolitan
Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран

Вам когда-нибудь хотелось дёрнуть рычаг и проверить, что же случится с поездом?

Популярная механика
Почему домашнее задание вредит школьникам Почему домашнее задание вредит школьникам

Домашнее задание не всегда делает детей умнее

Популярная механика
Как Илон Маск манипулирует рынком криптовалют и зачем он это делает Как Илон Маск манипулирует рынком криптовалют и зачем он это делает

Криптовалюты оказались восприимчивы к твитам Илона Маска

Forbes
«Живем в школьном автобусе»: почему супруги из США кочуют вместе с детьми «Живем в школьном автобусе»: почему супруги из США кочуют вместе с детьми

Супруги из США нашли выход из повседневной рутины

Psychologies
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
История одной песни: Buddy Holly, Weezer, 1994 История одной песни: Buddy Holly, Weezer, 1994

Песня из операционной системы Windows 95, которая проложила дорогу хипстерам

Maxim
Жизнь на вулкане Жизнь на вулкане

Почему вулканолог, который построил карьеру в Корее, вернулся домой на Камчатку

Seasons of life
«Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии «Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии

Как Любне Олаян помогает другим женщинам в Саудовской Аравии?

Forbes
История прощения. Ханна Ричел: «Дом у реки» История прощения. Ханна Ричел: «Дом у реки»

Отрывок из книги «Дом у реки» — проникновенной истории английской семьи

СНОБ
Юкио Мисима: «Жизнь на продажу». Парадоксальный роман классика японской литературы — впервые на русском Юкио Мисима: «Жизнь на продажу». Парадоксальный роман классика японской литературы — впервые на русском

Глава из нового романа Юкио Мисимы о том, как юноша пытается продать свою жизнь

СНОБ
Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом Похудела из-за любовницы жениха: как выглядела Диана на свадьбе с Чарльзом

Свадьба принца Чарльза и Дианы — одно из самых дорогих торжеств

Cosmopolitan
Экспертное насилие: как понять, что психолог может причинить вред Экспертное насилие: как понять, что психолог может причинить вред

Как понять, что психолог может причинить вред

Psychologies
Царство насекомых в стране рабочих Царство насекомых в стране рабочих

Игорь Гулин о выставке «Жуки и гусеницы» и темных углах советского мира

Weekend
Целлюлоза помогла донорской микробиоте повысить чувствительность к инсулину у пациентов с ожирением Целлюлоза помогла донорской микробиоте повысить чувствительность к инсулину у пациентов с ожирением

Целлюлоза дает полезным бактериям преимущество в выживании

N+1
Екатерина Максимова: бриллиантовая балерина Советского Союза Екатерина Максимова: бриллиантовая балерина Советского Союза

Екатерина Максимова была одной из самых ярких и известных советских балерин

Культура.РФ
«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
Открыть в приложении