Een nieuw type grond, gemaakt door ingenieurs van de Universiteit van Texas in Austin, kan water uit de lucht halen en het naar planten distribueren. mogelijk de kaart van landbouwgrond over de hele wereld uitbreiden naar voorheen onherbergzame plaatsen en het watergebruik in de landbouw verminderen in een tijd van toenemende droogte.

Zoals gepubliceerd in ACS Materials Letters , het atmosferische waterirrigatiesysteem van het team gebruikt super-vochtabsorberende gels om water uit de lucht op te vangen. Wanneer de grond tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, de gels geven het water af, beschikbaar maken voor planten. Wanneer de grond water verdeelt, een deel ervan gaat terug de lucht in, het verhogen van de luchtvochtigheid en het gemakkelijker maken om de oogstcyclus voort te zetten.

"Het mogelijk maken van vrijstaande landbouw in gebieden waar het moeilijk is om irrigatie- en energiesystemen op te bouwen, is cruciaal om de landbouw uit de complexe watervoorzieningsketen te bevrijden, aangezien hulpbronnen steeds schaarser worden. " zei Guihua Yu, universitair hoofddocent materiaalkunde aan de Walker Department of Mechanical Engineering.

Elke gram aarde kan ongeveer 3-4 gram water onttrekken. Afhankelijk van de gewassen, ongeveer 0,1 tot 1 kilogram van de grond kan voldoende water leveren om ongeveer een vierkante meter landbouwgrond te irrigeren.

De gels in de bodem trekken water uit de lucht tijdens koelere, vochtigere periodes 's nachts. Zonnewarmte gedurende de dag activeert de waterhoudende gels om hun inhoud in de bodem af te geven.

Het team voerde experimenten uit op het dak van het gebouw van het Engineering Teaching Centre van de Cockrell School aan de UT Austin om de bodem te testen. Ze ontdekten dat de hydrogelbodem in staat was om water beter vast te houden dan zandgronden in droge gebieden, en het had veel minder water nodig om planten te laten groeien.

Tijdens een experiment van vier weken het team ontdekte dat de bodem ongeveer 40% van de hoeveelheid water vasthield waarmee het begon. In tegenstelling tot, de zandgrond had na slechts een week nog maar 20% van het water over.

In een ander experiment, het team plantte radijzen in beide grondsoorten. De radijzen in de hydrogelgrond overleefden allemaal een periode van 14 dagen zonder enige irrigatie na een eerste ronde om ervoor te zorgen dat de planten stand hielden. Radijsjes in de zandgrond werden gedurende de eerste vier dagen van het experiment meerdere keren beregend. Geen van de radijsjes in de zandgrond overleefde meer dan twee dagen na de eerste irrigatieperiode.

"De meeste grond is goed genoeg om de groei van planten te ondersteunen, " zei Fei Zhao, een postdoctoraal onderzoeker in Yu's onderzoeksgroep die de studie leidde met Xingyi Zhou en Panpan Zhang. "Het is het water dat de belangrijkste beperking is, daarom wilden we een bodem ontwikkelen die water uit de omgevingslucht kan halen."

De bodem voor het oogsten van water is de eerste grote toepassing van technologie waar Yu's groep al meer dan twee jaar aan werkt. Vorig jaar, ontwikkelde het team de mogelijkheid om gel-polymeer hybride materialen te gebruiken die werken als "supersponzen, " grote hoeveelheden water uit de omgevingslucht halen, reinigen en snel vrijgeven met behulp van zonne-energie.

De onderzoekers zien verschillende andere toepassingen van de technologie voor zich. Het kan mogelijk worden gebruikt voor het koelen van zonnepanelen en datacenters. Het zou de toegang tot drinkwater kunnen uitbreiden, hetzij via individuele systemen voor huishoudens of grotere systemen voor grote groepen zoals arbeiders of soldaten.