大气水灌溉系统使用超吸湿凝胶来捕获空气中的水

2021-10-11 08:30:35
来源:文章来源于网络

  得克萨斯大学奥斯汀分校工程师们创造的新土壤可以从空气中提取水并将其分配给植物,使得有可能将全球耕地的地图扩展到以前荒凉的地区,并减少农业用水的日益干旱。该团队的大气水灌溉系统使用高吸水性凝胶捕捉空气中的水。当土壤被加热到一定温度时,凝胶会释放出污水,这样水就可以用于植物。沃克系材料科学副教授余桂华说,当土壤分配水分时,部分水分会返回空气,增加湿度,使收获周期更容易继续“随着资源日益短缺,在难以建立灌溉和电力系统的地区实现独立农业对于将作物从复杂的供水链中解放出来非常重要。“机械工程系

\
  每克土壤可提取约3-4克水。根据不同的作物,大约0.1到1公斤的土壤可以提供足够的水来灌溉大约1平方米的农田。在寒冷的夜晚,土壤中的凝胶会把水从空气中抽出来。白天的太阳热会激活水凝胶,并将其内容物释放到土壤中。该团队在UT奥斯汀科克雷尔学校工程教学中心大楼的屋顶上进行了实验,以测试土壤。他们发现,在干旱地区,水凝胶土壤比沙土更能保持水分,而且植物需要的水分要少得多。在为期四周的实验中,研究小组发现土壤在开始时保留了大约40%的水分。相比之下,仅仅一周后,只有20%的水留在沙子中。在另一个实验中,研究小组在两种土壤中都种植了萝卜。萝卜在土壤中存活14天。在第一轮之后,没有进行灌溉以确保植物能够存活。在试验的前四天,对沙质土壤中的萝卜进行了多次灌溉。在最初的灌溉期之后,萝卜在沙质土壤中的存活时间没有超过两天。“大部分土壤足以支持植物生长,”于飞研究小组的博士后赵飞说,他与周兴义和张潘潘共同领导了这项研究。“水是主要的限制因素,因此我们希望开发能够从周围空气中收集水分的土壤。”
  积水土壤是Yu的团队研究了两年多的第一个主要技术应用。去年,该团队开发了凝胶-聚合物混合材料,类似于“超级海绵”,它可以从周围空气中提取大量水,清洁空气,并利用太阳能快速释放。