Membranas conductoras de iones de madera. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

NOVEDADES DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA, NOVEDAD EN ELECTRÓNICA
biblioteca técnica gratuita / Feed de noticias

Membranas de madera conductoras de iones

22.07.2021

Científicos estadounidenses han recubierto madera común con un hidrogel y la han convertido en un material selectivo de iones. Las membranas hechas de dicho material solo dejan pasar iones cargados positivamente, que pueden usarse para generar electricidad en la frontera del agua dulce y salada. Los resultados del estudio se publican en la revista ACS Nano.

Científicos de la Universidad de Maryland, dirigidos por Lian Bing Hu (Liangbing Hu) lograron fabricar membranas selectivas de iones a partir de un material más asequible: la madera. La madera es un material compuesto que consta de fibras de celulosa en una matriz del polímero de lignina más resistente. La madera tiene una estructura porosa y, debido a las cargas negativas en la superficie, incluso tiene algunas propiedades selectivas de iones: deja pasar predominantemente iones cargados positivamente. Sin embargo, los poros de la madera son demasiado grandes y la selectividad iónica de la madera es menor que la de los materiales artificiales. Además, la madera es un material anisotrópico, es decir, sus propiedades difieren mucho según la dirección. La conductividad es mayor para las secciones transversales porosas y la resistencia es mayor para los cortes longitudinales (y también el área de los cortes transversales está limitada por el diámetro del árbol, mientras que los cortes longitudinales pueden tener un área mucho mayor) . Y finalmente, la madera no es lo suficientemente estable: con el contacto prolongado con el agua, sus fibras se hinchan gradualmente y la estructura del material se rompe. Los científicos han tratado de mejorar las propiedades de la madera con un recubrimiento de hidrogel de polímero.

El hidrogel contiene grupos carboxilo, que donan un protón en un medio acuoso y se convierten en un fragmento COO- cargado negativamente. Al cubrir el árbol con hidrogel, los científicos pretendían aumentar la densidad de cargas negativas en la superficie del material. Y así sucedió: la medición del potencial zeta mostró que la concentración de cargas negativas en la superficie del material casi se duplicó, de menos 1,49 a menos 2,53 miliculombios por metro cuadrado. Como resultado, la conductividad iónica de las membranas aumentó en dos órdenes de magnitud en comparación con la madera sin tratar. En las secciones transversales, la conductividad era aún más alta que en las longitudinales, pero no mucho: 1,29 milisiemens por centímetro en comparación con 0,97 milisiemens por centímetro. Y los aditivos de hidrogel fortalecieron las membranas: la resistencia a la tracción de las secciones longitudinales aumentó de 16,9 a 52,7 megapascales, y las transversales, de 1,8 a 10,7 megapascales. Los autores creen que la razón es la formación de enlaces de hidrógeno adicionales entre las fibras de celulosa.

En términos de relación fuerza-conductividad, las nuevas membranas longitudinales resultaron ser mejores que la mayoría de los análogos conocidos. Pero su principal ventaja es el bajo precio y la escalabilidad. La madera es un material económico y renovable, y el uso de cortes longitudinales permitirá fabricar membranas de varios metros cuadrados que pueden utilizarse para generar energía a gran escala.

<< Volver: Proteger las redes eléctricas de los ciberataques 23.07.2021

>> Adelante: Mascarilla con micrófono y parlantes 22.07.2021

Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:

Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

Principal factor de riesgo para la adicción al juego 07.05.2024

Los juegos de ordenador se están convirtiendo en una forma de entretenimiento cada vez más popular entre los adolescentes, pero el riesgo asociado de adicción a los juegos sigue siendo un problema importante. Científicos estadounidenses realizaron un estudio para determinar los principales factores que contribuyen a esta adicción y ofrecer recomendaciones para su prevención. A lo largo de seis años, se siguió a 385 adolescentes para descubrir qué factores podían predisponerlos a la adicción al juego. Los resultados mostraron que el 90% de los participantes del estudio no corrían riesgo de adicción, mientras que el 10% se convertía en adictos al juego. Resultó que el factor clave en la aparición de la adicción al juego es un bajo nivel de comportamiento prosocial. Los adolescentes con un bajo nivel de conducta prosocial no muestran interés en la ayuda y el apoyo de los demás, lo que puede provocar una pérdida de contacto con el mundo real y una dependencia cada vez más profunda de la realidad virtual que ofrecen los juegos de ordenador. A partir de estos resultados, los científicos ... >>

El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos 06.05.2024

Los sonidos que nos rodean en las ciudades modernas son cada vez más penetrantes. Sin embargo, pocas personas piensan en cómo este ruido afecta al mundo animal, especialmente a criaturas tan delicadas como los polluelos que aún no han salido del cascarón. Investigaciones recientes están arrojando luz sobre esta cuestión, indicando graves consecuencias para su desarrollo y supervivencia. Los científicos han descubierto que la exposición de los polluelos de cebra al ruido del tráfico puede causar graves alteraciones en su desarrollo. Los experimentos han demostrado que la contaminación acústica puede retrasar significativamente su eclosión, y los polluelos que emergen enfrentan una serie de problemas que promueven la salud. Los investigadores también descubrieron que los efectos negativos de la contaminación acústica se extienden a las aves adultas. Las menores posibilidades de reproducción y la disminución de la fertilidad indican los efectos a largo plazo que el ruido del tráfico tiene en la vida silvestre. Los resultados del estudio resaltan la necesidad ... >>

Noticias aleatorias del Archivo

Cámara en reloj 05.07.2002

La empresa japonesa Casio logró por primera vez meter una cámara digital a color en un reloj de pulsera. La memoria del reloj WQV-10 puede almacenar hasta cien imágenes, que se muestran en la misma pantalla donde se registra la hora actual.

El reloj también recuerda la fecha y la hora en que se tomó cada fotografía. Hay un "teleobjetivo" digital que aproxima dos veces los objetos que se disparan. Las fotos se pueden transferir a una computadora o a otros relojes similares.

Por supuesto, la calidad de las fotografías en miniatura no es alta: cada una de ellas consta de solo 25 mil elementos (en las cámaras digitales "reales" hay de medio millón a seis millones). Pero la capacidad de llevar contigo una cámara que no supone una carga de tamaño y peso es cautivadora.

Ver completa Archivo de noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica

Todos los idiomas de esta página

Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio