Топки в хидрогел, способни да абсорбират водата хиляда пъти повече от теглото им, изглеждат идеални за употреба като малки подземни водни резервоари. Теоретично, когато почвата изсъхне, хидрогелите изолират водата, за да хидратират корените на растенията, като по този начин пестят вода и увеличава добива на култури дори при условия на суша.
Въпреки това, добавянето на хидрогелове към полетата на фермерите дава двусмислени резултати.
В работата си, учени на Принстън демонстрираха експериментална платформа. Тя ви позволява да наблюдавате хидрогелове в почвите, както и в други компресирани затворени среди.
Платформата се основава на две съставки: прозрачна грануларна среда, а именно опаковане на стъклени топки, като заместител на почвата и вода, съдържаща химикал, наречен амониев тиоцианат. Този химикал умело променя рефрактерността на светлината чрез вода, компенсиращи за изкривяване на ефектите, които обикновено имат кръгли стъклени мъниста. В резултат на това учените могат да видят цветна топка за хидрогел в средата на изкуствената почва.
"Моята лабораторна специализация е търсенето на желаното химично вещество в правилните концентрации за промяна на оптичните свойства на течностите", каза Датта, доцент по департамент за химическо и биологично инженерство в Принстън и старши автор на проучването, публикувано в списанието Наука Напредък на 12 февруари. - Тази функция осигурява триизмерна визуализация на течни потоци и други процеси, които се появяват в обикновено недостъпни, непрозрачни среди като почва и камъни. "
Учените са използвали инсталацията, за да покажат, че количеството вода, съхранявано от хидрогел, се контролира от баланса между силата, прикрепена с подуване на хидрогела с вода и ограничаващата сила на заобикалящата почва.
В резултат на това по-меките хидрогелове абсорбират голямо количество вода, когато се смесват с повърхностни слоеве на почвата, но не работят толкова добре в дълбочината, където изпитва нарастващото налягане.
Вместо това, твърдите хидрогелове, синтезирани с повишени вътрешни напречни връзки, могат по-добре да устоят на налягането на почвата и съответно те поддържат ефективност.
Датта каза, че, ръководен от тези резултати, инженерите сега ще могат да извършват допълнителни експерименти за адаптиране на химията на хидрогел до специфични култури и почвени условия.
"Нашите резултати предоставят препоръки за развитието на хидрогелове, които могат да абсорбират оптимално водата в зависимост от почвата, в която са предназначени за употреба, потенциално помагат за задоволяване на нарастващата нужда от храна и вода", каза Датта.
Източникът на вдъхновение за научна работа е, че DATT разбра за огромните перспективи за използване на хидрогелове в селското стопанство, но в някои случаи земеделските стопани остават недоволни и вярвали, че са прекарали пари напразно.
(Източник: www.eurekalert.org).