Inginerii produc sol auto-irigabil care ar putea schimba agricultura

În timpul nopții, când este răcoros și umed, solul atrage apă din aer și apoi o eliberează când este activată de energia solară în timpul zilei. Credit: Universitatea Texas din Austin

Un nou tip de sol creat de inginerii de la Universitatea Texas din Austin poate extrage apa din aer și o poate distribui plantelor, extinzând astfel harta terenurilor agricole din întreaga lume în locuri incomode anterior și, în același timp, eliminând apa din agricultură. reduce utilizarea. secetă în creștere.

După cum a fost publicat Scrisori din materiale ACS, sistemul de irigare a apei atmosferice al echipei folosește geluri care absorb absorbția de umiditate pentru a extrage apa din aer. Când solul este încălzit la o anumită temperatură, gelurile eliberează apă și o prezintă plantelor. Pe măsură ce solul distribuie apă, unele dintre ele se întorc în aer, crescând umiditatea, facilitând continuarea perioadei de recoltare.

„Permiterea agriculturii independente în zonele în care sistemele de irigații și energie sunt dificil de construit este crucială pentru salvarea culturilor dintr-un lanț de aprovizionare cu apă complex, pe măsură ce resursele se diminuează”, a spus Guihua Yu, profesor asociat de știința materialelor la Departamentul Walker. Facultatea de Inginerie Mecanică.

Fiecare gram de sol poate lua aproximativ 3-4 grame de apă. În funcție de cultură, aproximativ 0,1 până la 1 kg de sol poate furniza suficientă apă pentru irigarea unui metru pătrat de teren agricol.

Gelurile din sol extrag apa din aer în perioadele în care este mai rece și mai umedă noaptea. În timpul zilei, încălzirea solară activează gelurile pe bază de apă pentru a elibera substanțele pe care le conțin în sol.

Grădină de sol auto-udată

Cercetătorii au plantat ridichi folosind propriul lor sol irigat în această seră miniaturală și l-au comparat cu solul nisipos din regiunile aride ale lumii. Credit: Universitatea Texas din Austin

Echipa a efectuat experimente pentru a testa solul pe acoperișul clădirii Cockrell School Engineering Training Center din U. Austin. Au descoperit că solurile cu hidrogel ar putea menține apa mai bine decât solurile nisipoase din zonele uscate și că a fost nevoie de foarte puțină apă pentru cultivarea plantelor.

În timpul unui experiment de patru săptămâni, grupul a constatat că solul lor a reținut aproximativ 40% din cantitatea de apă pe care a început-o. În schimb, după doar o săptămână în solul nisipos, doar 20% din apă a rămas.

Într-un alt experiment, echipa a plantat ridichi în ambele tipuri de sol. Toate ridichile din solul hidrogel au supraviețuit primei runde fără udare pentru a se asigura că plantele au fost udate pe o perioadă de 14 zile. În primele patru zile ale experimentului, ridichile din solul nisipos au fost udate de mai multe ori. Niciuna dintre ridichile din solul nisipos nu a supraviețuit mai mult de două zile după perioada inițială de udare.

“Cea mai mare parte a solului este suficient de bună pentru a permite plantelor să crească”, a spus Fei Zhao, cercetător post-doctoral la Yu Research Group, care a realizat studiul cu Xin Tszhou și Panpan Zhang. „Aceasta este principala limitare a apei, așa că am vrut să creăm un sol care să colecteze apa din aerul înconjurător”.

Solul de colectare a apei este prima aplicație majoră a tehnologiei la care Grupul Yu lucrează de mai bine de doi ani. Anul trecut, echipa a dezvoltat abilitatea de a utiliza materiale hibrid gel-polimer care funcționează ca „super bureți”, extragând cantități mari de apă din aerul ambiant, purificându-l și expulzându-l rapid folosind energia solară.

Cercetătorii prevăd alte câteva aplicații ale tehnologiei. Poate fi folosit pentru răcirea panourilor solare și a centrelor de date. Acest lucru poate extinde utilizarea apei potabile prin sisteme separate pentru gospodării sau sisteme mari pentru grupuri mari, cum ar fi muncitori sau soldați.

Informații: „Geluri absorbante de umiditate superioară pentru agricultura durabilă prin irigarea apei atmosferice” de Xingyi Zhou, Panpan Zhang, Fei Zhao și Guihua Yu, 1 octombrie 2020, Scrisori din materiale ACS.
DOI: 10.1021 / acsmaterialslett.0c00439

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.