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
Товарищ Гуччи: за что советские женщины ненавидели Раису Горбачёву Товарищ Гуччи: за что советские женщины ненавидели Раису Горбачёву

Раиса Горбачёва могла бы стать примером советских женщин, но вышло наоборот

Cosmopolitan
Полосы прибыли Полосы прибыли

Как в России внедряют технологию стрип-тилл

Агроинвестор
Яд, пластырь, афродизиак: что можно получить из одного жучка Яд, пластырь, афродизиак: что можно получить из одного жучка

Удивительные факты о жуках-нарывниках

Вокруг света
Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера

Какие бьюти-эксперименты пробовали девушки, покорившие сердце Брэдли Купера?

Cosmopolitan
Языковой барьер: как преодолеть все трудности и стать «своим среди чужих» Языковой барьер: как преодолеть все трудности и стать «своим среди чужих»

Недостаток мотивации и другие трудности на пути к общению с иностранцами

Популярная механика
Забудьте про «Элен и ребята»! 8  французских сериалов, которые вас удивят Забудьте про «Элен и ребята»! 8  французских сериалов, которые вас удивят

Французские сериалы, на которые стоит обратить внимание

Cosmopolitan
Обмельчавшая Обмельчавшая

Какой была эталонная "Сплетница" и каково ее пересматривать в 2021.

Esquire
Как данные об океане за XIX век помогут нам предсказывать последствия изменения климата Как данные об океане за XIX век помогут нам предсказывать последствия изменения климата

Создана модель прогнозирования уровня солености океанов

Популярная механика
Как выглядят красавицы-актрисы шоу «Уральские пельмени»: Юлия Михалкова и другие Как выглядят красавицы-актрисы шоу «Уральские пельмени»: Юлия Михалкова и другие

Какие красавицы украсили мужской коллектив «Уральских пельменей»

Cosmopolitan
Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела

Зачем искать эликсир вечной жизни, если можно оцифровать мозг?

СНОБ
Наночастицы в моче мышей указали на рак и помогли определить его местоположение на ПЭТ Наночастицы в моче мышей указали на рак и помогли определить его местоположение на ПЭТ

Исследователи разработали двухэтапный метод диагностики злокачественных опухолей

N+1
Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств

Палеопатологи обследовали шесть черепов XII–XV веков

N+1
Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать

Почему сегодня выгодно быть неравнодушным

Forbes
Лавовые купола: насколько они опасны? Лавовые купола: насколько они опасны?

Развитие лавовых куполов — процесс, связанный с изменением вязкости магмы

Наука и жизнь
История Chrome Hearts: как эстетика байкерского Лос-Анджелеса воплотилась в культовом бренде История Chrome Hearts: как эстетика байкерского Лос-Анджелеса воплотилась в культовом бренде

От локальной компании по производству кожи до кастома для звезд

GQ
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
Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат

Полезно ли начинать утро с коллагена, а на ночь пить воду с клетчаткой?

Cosmopolitan
«Нас обвиняют в преступлении, которого не было»: Майкл Калви выступил с последним словом в суде «Нас обвиняют в преступлении, которого не было»: Майкл Калви выступил с последним словом в суде

Полная версия речи Майкла Калви в суде по делу о растрате 2,5 млрд рублей

Forbes
Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов

В чем суть тяжбы за улитят из бирманского янтаря?

N+1
Принцесса навсегда Принцесса навсегда

В чем феномен народной любви к леди Ди?

Лиза
Всегда новый iPhone или Samsung без кредита: интервью с создателем подписки на технику в России Всегда новый iPhone или Samsung без кредита: интервью с создателем подписки на технику в России

Проект, который позволяет подписываться на технику и менять её на новую

VC.RU
С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи

Многовековая иррациональная русская любовь к Леонардо да Винчи двигает арт-рынок

Forbes
Как провести выходные в Самаре Как провести выходные в Самаре

Едим раков, купаемся в Волге и гуляем по старым улочкам Самары

GQ
«Право на ребенка»: какие этические вопросы вызывает суррогатное материнство «Право на ребенка»: какие этические вопросы вызывает суррогатное материнство

Отрывок из книги «Сделай меня точно. Как репродуктивные технологии меняют мир»

Forbes
Финские корни героинь «Анны Карениной» и «Воскресения». Отрывок из книги Бена Хеллмана «Северные гости Льва Толстого» Финские корни героинь «Анны Карениной» и «Воскресения». Отрывок из книги Бена Хеллмана «Северные гости Льва Толстого»

Лев Толстой любил принимать гостей из стран Северной Европы в Ясной Поляне

СНОБ
Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим

У пожилых людей просоциальное поведение влияет на способность к обучению

N+1
Тамара Романова Тамара Романова

В России живут трое праведников, 99-летняя Тамара Григорьевна — в Петербурге

Собака.ru
5 способов вкусно приготовить землянику 5 способов вкусно приготовить землянику

Учимся готовить из самой желанной ягоды лета — из земляники

GQ
Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся! Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся!

Почему нельзя быстро похудеть на марафоне похудения?

Cosmopolitan
Открыть в приложении