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

Тело-паспорт: эволюция биометрии от времен британских колоний до наших дней Тело-паспорт: эволюция биометрии от времен британских колоний до наших дней

Человеческое тело уникально. Эту особенность мы используем десятки раз в день!

СНОБ
Как выбрать сексолога? 5 советов Как выбрать сексолога? 5 советов

На что обращать внимание при выборе сексолога?

Psychologies
Как медикаменты помогают при ментальных расстройствах и зачем нужна психотерапия Как медикаменты помогают при ментальных расстройствах и зачем нужна психотерапия

Что такое медикаментозная терапия и кому она необходима

Популярная механика
Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все

10 способов замаскироваться под современные стандарты красоты

VOICE
Трудности переводчика Трудности переводчика

С какими проблемами сталкиваются переводчики

Forbes
Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах

Создатели этих фильмов и сериалов пытались понять, как устроены секты

Cosmopolitan
Хьюстон, у нас проблемы: что писали астронавты NASA в своих личных дневниках во время пребывания на Международной космической станции Хьюстон, у нас проблемы: что писали астронавты NASA в своих личных дневниках во время пребывания на Международной космической станции

Записи из личных дневников астронавтов NASA: про работу, спорт, отдых и другое

Esquire
Маркс, The Smiths и микстейп Маркс, The Smiths и микстейп

О «Магазинных воришках всего мира» — самом музыкальном фильме лета

Weekend
Как избавиться от неприятного запаха в квартире Как избавиться от неприятного запаха в квартире

Наполнив квартиру запахами природы, ты удивишься, насколько нравишься себе

Maxim
Не некролог. Мамонов прожил жизнь так, как ее должна была прожить Россия Не некролог. Мамонов прожил жизнь так, как ее должна была прожить Россия

Жизнь Мамонова — пример изживания тоталитарного опыта и обретения себя

СНОБ
Игры со временем: фильмы, где всё идет не своим чередом Игры со временем: фильмы, где всё идет не своим чередом

Отличные фильмы о временных парадоксах. Взрыв мозга гарантирован!

Cosmopolitan
Марина Зудина: «Жить прошлым — не мой путь» Марина Зудина: «Жить прошлым — не мой путь»

Марина Зудина разобралась в себе и живет будущим

Коллекция. Караван историй
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
Тайное убежище: мужчины — о том, что помогает им в трудных ситуациях Тайное убежище: мужчины — о том, что помогает им в трудных ситуациях

Как в непростой период жизни обрести опору и душевное равновесие

Psychologies
Яйца по-шотландски: классический рецепт британских поваров Яйца по-шотландски: классический рецепт британских поваров

Яйца по-шотландски — рецепт XIX века

Вокруг света
Углеводное чередование: сжигаем килограмм жира за неделю Углеводное чередование: сжигаем килограмм жира за неделю

Хочешь быстро похудеть, но так, чтобы твои мышцы не пострадали?

Cosmopolitan
Полосы прибыли Полосы прибыли

Как в России внедряют технологию стрип-тилл

Агроинвестор
Призма шпиономании. Главные вопросы о деле Ивана Сафронова спустя год после ареста Призма шпиономании. Главные вопросы о деле Ивана Сафронова спустя год после ареста

Что известно о деле Ивана Сафронова

СНОБ
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Куда ты, «Наука»? Почему российский модуль пытался улететь с МКС Куда ты, «Наука»? Почему российский модуль пытался улететь с МКС

Разбираемся, что случилось с модулем «Наука» после стыковки с МКС

N+1
Личная жизнь звезд фильма «Семь ужинов»: Курцына, Максимовой, Уколовой и других Личная жизнь звезд фильма «Семь ужинов»: Курцына, Максимовой, Уколовой и других

Как сложилась личная жизнь артистов, сыгравших в фильме «Семь ужинов»

Cosmopolitan
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

Галина Никулина во время карантина приехала в родные места. И осталась

Seasons of life
Chevrolet Suburban. Терпкий запах революции Chevrolet Suburban. Терпкий запах революции

Chevrolet Suburban создан в Арлингтоне, а его версия называется Texas Edition

4x4 Club
В Пещере Eдинорога нашли искусство неандертальцев В Пещере Eдинорога нашли искусство неандертальцев

Способны ли неандертальцы создавать произведения искусства?

Популярная механика
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Кому действительно нужно его снижать и на что способны статины?

Лиза
Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал Сериальная рулетка: скажи нам, какое у тебя настроение, и мы выберем тебе сериал

Сериалы под любое настроение

Cosmopolitan
Хранитель Волочка Хранитель Волочка

Как усадьба Рябушинских в Вышнем Волочке превратилась в культурный центр

Seasons of life
Китайцы первыми начали культивировать коноплю еще 12 тысяч лет назад Китайцы первыми начали культивировать коноплю еще 12 тысяч лет назад

Генетики проанализировали геномы 110 разных сортов конопли

N+1
Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним Овсянка, мэм! Твой уход за волосами больше не будет прежним

Овес был популярным средством для лечения кожи на протяжении веков

Cosmopolitan
Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия

Немецкое супероружие — дикие деньги не ветер…

Maxim
Открыть в приложении