Hydrogel baller som er i stand til å absorbere vann tusen ganger mer enn deres vekt, virker som ideelle for bruk som en liten underjordisk vanntanker. Teoretisk, når jorden tørker, isolerte hydrogelene vann for å hydrere røttene av planter og derved spare vann og øke utbyttet av avlinger selv i tørkeforholdene.
Imidlertid gir tilsetningen av hydrogeler til bondefelt tvetydige resultater.
I sitt arbeid har Princeton-forskere demonstrert en eksperimentell plattform. Det lar deg observere hydrogeler i jord, så vel som i andre komprimerte lukkede miljøer.
Plattformen er basert på to ingredienser: et gjennomsiktig granulært medium, nemlig pakking av glassballer, som en erstatning for jord og vann som inneholder et kjemikalie, kalt ammoniumtiocyanat. Denne kjemikalien skifter dyktig lyset av lyset av vann, kompenserer for forvrengende effekter som vanligvis vil ha runde glassperler. Som et resultat kan forskerne se en fargehydrogel ball midt i kunstig jord.
"Min laboratorie spesialisering er søket etter ønsket kjemikalie i de rette konsentrasjoner for å endre væskens optiske egenskaper," sa Datta, lektor i Institutt for kjemisk og biologisk engineering i Princeton og senior forfatter av studien publisert i tidsskriftet Science Fremskritt den 12. februar. - Denne funksjonen gir tredimensjonal visualisering av fluidstrømmer og andre prosesser som forekommer i vanligvis utilgjengelige, ugjennomsiktige miljøer som jord og steiner. "
Forskere har brukt installasjonen til å demonstrere at mengden vann som er lagret av hydrogeler styres av balansen mellom kraften festet med hevelsen av hydrogelen med vann og fastholdende kraft av den omkringliggende jorda.
Som et resultat absorberer mykere hydrogeler en stor mengde vann når de blandes med overflatelag av jorda, men ikke virker så godt i dybden, hvor det voksende trykket opplever.
I stedet kan stive hydrogeler syntetisert med økte indre tverrbindinger, bedre motstå jordens trykk og dermed opprettholdt de effektiviteten.
Datta sa det, styrt av disse resultatene, vil ingeniører nå kunne utføre ytterligere eksperimenter for å tilpasse kjemi av hydrogels til spesifikke kulturer og jordforhold.
"Våre resultater gir anbefalinger for utviklingen av hydrogeler som kan optimal absorbere vann, avhengig av jorden der de er ment for bruk, potensielt bidrar til å tilfredsstille det voksende behovet for mat og vann," sa Datta.
Kilden til inspirasjon for vitenskapelig arbeid var at DATT fant ut om de store utsiktene til å bruke hydrogeler i landbruket, men i noen tilfeller forblir bønder misfornøyd og trodde at de brukte penger forgjeves.
(Kilde: www.eurekalert.org).