Hydrożelowe kulki zdolne do pochłaniania wody tysiąc razy więcej niż ich waga, wydają się idealna do stosowania jako malutkie podziemne zbiorniki wodne. Teoretycznie, gdy gleba wysycha, hydrożelach odizolowane wódę do nawilżenia korzeni roślin, oszczędzając tym samym wodę i zwiększając wydajność upraw nawet w warunkach suszy.
Jednak dodanie hydrożeli do pola rolnika daje niejednoznaczne wyniki.
W swojej pracy naukowcy Princeton wykazali platformę eksperymentalną. Pozwala na obserwację hydrożeli w glebach, a także w innych skompresowanych zamkniętych środowiskach.
Platforma opiera się na dwóch składnikach: przezroczystym ziarnistym medium, a mianowicie pakowanie szklanych kulek, jako substytut gleby i wody zawierającej chemikę, zwaną tiocyjanianem amonu. Ta substancja chemiczna jest umiejętnie zmieniająca odzwierciedlenie światła przez wodę, kompensując skutki zniekształcające, które zwykle mają okrągłe koraliki szklane. W rezultacie naukowcy mogą zobaczyć kolorową kulę hydrożelową w środku sztucznej gleby.
"Moja specjalizacja laboratoryjna jest poszukiwanie pożądanej substancji chemicznej w odpowiednich stężeniach, aby zmienić właściwości optyczne płynów" - powiedziała Datta, profesor nadzwyczajny Departamentu Inżynierii Chemicznej i Biologicznej w Princeton i Senior Autor Bada opublikowane w Dzienniku Nauka Postępy w dniu 12 lutego. - Ta funkcja zapewnia trójwymiarową wizualizację płynów przepływów i innych procesów występujących w zwykle niedostępnych, nieprzejrzystych środowiskach, takich jak gleba i kamienie. "
Naukowcy wykorzystali instalację, aby wykazać, że ilość wody przechowywanej przez hydrożeli jest kontrolowana przez saldo między siłą przymocowaną z obrzękiem hydrożelu wodą i siłą otaczającej otaczającej gleby.
W rezultacie miękki hydrożele pochłaniają dużą ilość wody podczas mieszania z warstwami powierzchniowymi gleby, ale nie działają tak dobrze w głębi, gdzie doświadcza rosnące ciśnienie.
Zamiast tego sztywne hydrożele, zsyntetyzowane ze zwiększonymi wewnętrznymi obligatami poprzecznymi, mogą lepiej oprzeć się ciśnieniem gleby, a odpowiednio utrzymywali wydajność.
Datta powiedziała, że kierując się tym wynikami, inżynierowie będą teraz w stanie przeprowadzić dalsze doświadczenia w celu dostosowania chemii hydrożelach do określonych kultur i warunków glebowych.
"Nasze wyniki zapewniają zalecenia dotyczące rozwoju hydrożeli, które mogą optymalnie absorbować wodę w zależności od gleby, w której są przeznaczone do stosowania, potencjalnie pomaga zaspokoić rosnącą potrzebę żywności i wody" - powiedziała Datta.
Źródłem inspiracji do pracy naukowej było to, że Datt odkrył o ogromnych perspektywach wykorzystania hydrożelach w rolnictwie, ale w niektórych przypadkach rolnicy pozostali niezadowoleni i wierzyli, że wydali pieniądze na próżno.
(Źródło: www.eurekalt.org).