Scalable Wood Hydrogel Membrane with Nanoscale Channels

材料科学 纳米技术 纳米尺度 可扩展性 自愈水凝胶 计算机科学 化学 高分子化学 生物化学 数据库
作者
Gegu Chen,Li Tian,Chaoji Chen,Weiqing Kong,Miaolun Jiao,Bo Jiang,Qinqin Xia,Zhiqiang Liang,Yang Liu,Shuaiming He,Liangbing Hu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (7): 11244-11252 被引量:101
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c10117
摘要

Many efforts have been dedicated to exploring nanofluidic systems for various applications including water purification and energy generation. However, creating robust nanofluidic materials with tunable channel orientations and numerous nanochannels or nanopores on a large scale remains challenging. Here, we demonstrate a scalable and cost-effective method to fabricate a robust and highly conductive nanofluidic wood hydrogel membrane in which ions can transport across the membrane. The ionically conductive balsa wood hydrogel membrane is fabricated by infiltrating poly(vinyl alcohol) (PVA)/acrylic acid (AA) hydrogel into the inherent bimodal porous wood structure. The balsa wood hydrogel membrane demonstrates a 3 times higher strength (52.7 MPa) and 2 orders of magnitude higher ionic conductivity compared to those of natural balsa both in the radial direction (coded as R direction) and along the longitudinal direction (coded as L direction). The ionic conductivity of the balsa wood hydrogel membrane is 1.29 mS cm–1 along the L direction and nearly 1 mS cm–1 along the R direction at low salt concentrations (up to 10 mM). In addition, the surface-charge-governed ion transport also renders the balsa wood hydrogel membrane able to harvest electrical energy from salinity gradients. A current density of up to 17.65 μA m–2 and an output power density of 0.56 mW m–2 are obtained under a 1000-fold salt concentration gradient, which can be further improved to 2.7 mW m–2 by increasing the AA content from 25 wt % to 50 wt %. These findings make contributions to develop energy-harvesting systems and other nanofluidic devices from sustainable wood materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
都市隶人发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
王佳豪发布了新的文献求助10
1秒前
清爽老九应助qin123采纳,获得10
2秒前
2秒前
Orange应助阿渺采纳,获得10
3秒前
打打应助小云采纳,获得10
3秒前
奇迹的山完成签到,获得积分10
4秒前
一颗苹果发布了新的文献求助10
4秒前
Makarena发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
马紫蓝发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助迅速的八宝粥采纳,获得10
6秒前
Bruce完成签到,获得积分10
6秒前
羊与布克发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
李一完成签到 ,获得积分10
10秒前
会放电的皮卡丘完成签到,获得积分10
12秒前
Makarena完成签到,获得积分10
13秒前
木木彡完成签到,获得积分10
15秒前
Zz发布了新的文献求助10
15秒前
老实冰薇完成签到,获得积分10
15秒前
Ray完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
今后应助霜月十四采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
羊与布克完成签到,获得积分10
19秒前
XY打钉佬完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
21秒前
23秒前
23秒前
xz发布了新的文献求助10
23秒前
XY打钉佬发布了新的文献求助20
24秒前
XG发布了新的文献求助10
24秒前
脑洞疼应助CHB只争朝夕采纳,获得10
25秒前
小张在努力完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Platinum-group elements : mineralogy, geology, recovery 260
Geopora asiatica sp. nov. from Pakistan 230
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780560
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326076
关于积分的说明 10225366
捐赠科研通 3041143
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669215
邀请新用户注册赠送积分活动 799024
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758669