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
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
Наши в Европе Наши в Европе

Советские физики и «революция вундеркиндов»

Наука и жизнь
Поединок с астмой Поединок с астмой

Опытный врач отвечает на самые важные вопросы о бронхиальной астме

Лиза
Хабиб Нурмагомедов стал лидером нового рейтинга звезд Forbes Хабиб Нурмагомедов стал лидером нового рейтинга звезд Forbes

Первое место нового рейтинга звезд Forbes занял Хабиб Нурмагомедов

Forbes
«Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию «Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию

Никто не верил, что десятилетние дети способны на такое

Cosmopolitan
Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день

Прогулка — самый простой источник радости и смысла, уверен Эрлинг Кагге

РБК
Самцы галок отказались утешать пострадавших от домогательств чужаков партнерш Самцы галок отказались утешать пострадавших от домогательств чужаков партнерш

Вместо этого самцы стали вести себя с самками более отстраненно

N+1
Мороженое и сорбеты: история и 4 оригинальных рецепта Мороженое и сорбеты: история и 4 оригинальных рецепта

История мороженого и интересные варианты прохладительного десерта

Вокруг света
История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца

Открыть пекарню и закрыть ее через два месяца

Inc.
Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна

Мирей Матье прошла путь от девочки из бедной семьи до мировой легенды

Cosmopolitan
17 cамых сексуальных героинь современных сериалов 17 cамых сексуальных героинь современных сериалов

У тебя встреча с самыми зажигательными героинями сериалов

Maxim
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
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
Как русскоязычный TikTok стал трибуной бодипозитива и начал менять отношение к телу в России Как русскоязычный TikTok стал трибуной бодипозитива и начал менять отношение к телу в России

Неужели и у нас наступят времена, когда можно будет не готовить тело к лету?

Playboy
5 лучших фильмов Дэнни Бойла 5 лучших фильмов Дэнни Бойла

Вспоминаем фильмы, которые занимают особое место в карьере британца Дэнни Бойла

GQ
От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино От «Красной жары» до «Черной вдовы»: как менялись русские герои в западном кино

Как менялись персонажи из России в массовой культуре в течение последних 70 лет

Forbes
Сомнительная инвестиция: как две женщины решили судьбу художника Джексона Поллока Сомнительная инвестиция: как две женщины решили судьбу художника Джексона Поллока

Отрывок из книги Майкла Шнейерсона о знаменитых арт-дилерах

Forbes
Год в СИЗО «Лефортово». Друзья и коллеги Ивана Сафронова — о его деле Год в СИЗО «Лефортово». Друзья и коллеги Ивана Сафронова — о его деле

Какие вопросы остаются к делу журналиста Ивана Сафронова?

СНОБ
Художники против цирков. Есть ли место современному искусству там, где эксплуатируют животных Художники против цирков. Есть ли место современному искусству там, где эксплуатируют животных

Этика и эстетика цирка

СНОБ
11 сериалов Apple TV+, которые стоит посмотреть (рейтинг) 11 сериалов Apple TV+, которые стоит посмотреть (рейтинг)

На что однозначно стоит обратить внимание на Apple TV+

Esquire
Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек

Лето в зените, а у тебя еще не было курортного романа?

Maxim
Человек и монумент Человек и монумент

Всемирно признанный архитектор Дэвид Аджайе достиг в профессии солидных высот

Robb Report
Отгоревать и отпустить: как поставить точку в токсичных отношениях Отгоревать и отпустить: как поставить точку в токсичных отношениях

Отрывок из книги Аси Долиной «У него ко мне был Нью-Йорк» о выходе из абьюза

Forbes
Ошибочка вышла… Ошибочка вышла…

7 верных способов испортить отношения с ребенком

Лиза
Меняем биоритмы: можно ли из совы стать жаворонком и не пожалеть Меняем биоритмы: можно ли из совы стать жаворонком и не пожалеть

Можно ли изменить свои биоритмы и научиться легко вставать в 6 утра?

Cosmopolitan
Шышл-мышл, из моды вышел: обувь, которую не стоит покупать даже со скидкой Шышл-мышл, из моды вышел: обувь, которую не стоит покупать даже со скидкой

Агафья фон Громм спешит предостеречь тебя от неудачных покупок в обувном отделе

Cosmopolitan
Тайные возлюбленные и громкие разводы: личная жизнь звезд сериала «Медиатор» Тайные возлюбленные и громкие разводы: личная жизнь звезд сериала «Медиатор»

Неординарная личная жизнь звезд сериала «Медиатор»

Cosmopolitan
«Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету «Этим надо заниматься, если мы хотим быть великой державой»: что такое зеленая химия и как наука помогает спасти планету

В чем подвох биоразлагаемого пластика и как перестать бояться химию?

Forbes
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
Открыть в приложении