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
Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов

Бывший глава Nissan Карлос Гон — о своем дерзком побеге из Японии

Inc.
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
Маниже — 30. Семь интересных фактов о певице Маниже — 30. Семь интересных фактов о певице

Cобрали самые интересные факты биографии Манижи

РБК
Сели, полетели: краткая история космического туризма Сели, полетели: краткая история космического туризма

Как развивался космический туризм и что происходит на этой ниве прямо сейчас

Esquire
Лжеимператор, поручик-бунтовщик, ссыльный песенник: три дерзких побега с каторги Лжеимператор, поручик-бунтовщик, ссыльный песенник: три дерзких побега с каторги

3 истории побегов с каторги

Вокруг света
Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога Археологи нашли в Виндоланде древнеримский скульптурный рельеф с изображением бога

Археологи-любители обнаружили скульптурный рельеф

N+1
10 правил, как не набрать лишнего в супермаркете 10 правил, как не набрать лишнего в супермаркете

Узнай, как не стать жертвой маркетологов и сэкономить деньги в магазине

Maxim
Полезный жир Полезный жир

Как жировая ткань может сделать вас стройнее

Домашний Очаг
Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных

Одни таксоны оказались родственны лошадям, другие – даманам и слонам

N+1
В Габоне нашли останки людей доколониальной эпохи с деформированными черепами В Габоне нашли останки людей доколониальной эпохи с деформированными черепами

Археологи обнаружили в пещере Ирунгу тысячи человеческих останков

N+1
Как узнать психопата: советы женщины, которая вышла за такого человека замуж Как узнать психопата: советы женщины, которая вышла за такого человека замуж

Кого вы представляете, услышав слово «психопат»?

Cosmopolitan
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
Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход

Чем отличается мужская кожа и как правильно за ней ухаживать

Популярная механика
Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог

За несколько недель до дня рождения всё как будто идет не так и валится из рук?

Cosmopolitan
Почему у подростков трудный характер Почему у подростков трудный характер

Бунтарский настрой подростков обусловлен не только скачком гормонов

Популярная механика
Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков

Почему спортивная комедия Тед Лассо завоевала сердца зрителей по всему миру

Forbes
Когда твой парень — монстр: 10 фильмов о любви красавиц и чудовищ Когда твой парень — монстр: 10 фильмов о любви красавиц и чудовищ

Можно ли любить монстра? Можно, и легко!

Cosmopolitan
Изи катка: быстрый гид Esquire по киберспорту Изи катка: быстрый гид Esquire по киберспорту

Все, что нужно знать о киберспорте

Esquire
Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров

В Москве открылся первый в России клуб совместного использования катеров

СНОБ
5 книг о великих музыкантах 5 книг о великих музыкантах

Подборка книг о великих музыкантах: от Боуи до Владислава Шпильмана

Популярная механика
Подводные камни сделок с материнским капиталом Подводные камни сделок с материнским капиталом

Юридические нюансы сделок с маткапиталом

СНОБ
Русская Твигги: почему советская манекенщица Мила Романовская сбежала из СССР Русская Твигги: почему советская манекенщица Мила Романовская сбежала из СССР

Что заставило девушку, которая была звездой на родине, покинуть страну?

Cosmopolitan
Физики заявили, что нашли способ решить парадокс кота Шрёдингера Физики заявили, что нашли способ решить парадокс кота Шрёдингера

Судьба самого знаменитого в мире кота в коробке наконец прояснится!

Maxim
И смех, и грех: 10 фильмов и сериалов с черным-черным юмором И смех, и грех: 10 фильмов и сериалов с черным-черным юмором

10 искрометных черных комедий, герои которых позволяют себе шутить над всем

Cosmopolitan
Стоит ли бояться применения искусственного интеллекта в медицинской диагностике Стоит ли бояться применения искусственного интеллекта в медицинской диагностике

Что такое ИИ и как он применяется в медицинской диагностике?

Популярная механика
Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы» Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы»

Венчурный инвестор рассказал, какие игры помогли ему добиться успеха в бизнесе

VC.RU
Да это же токсичные отношения! Истории любви, которые мы напрасно идеализируем Да это же токсичные отношения! Истории любви, которые мы напрасно идеализируем

Взгляни на знакомые любовные истории под другим углом

Cosmopolitan
В 1972 году MIT предсказал крах цивилизации в 21 веке — мы в графике В 1972 году MIT предсказал крах цивилизации в 21 веке — мы в графике

Индустриальная цивилизация находится на пути к краху?

Популярная механика
Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день

Что пить, когда на душе скребут не кошки, а крысы

Playboy
Открыть в приложении