연구자들은 자가 급수토양을 사용하여 이 미니어처온실에 무를 심고 이를 세계의 건조한 지역에서 발견되는 모래토양과 비교했다.

오스틴에있는 텍사스대학의 엔지니어가 만든 새로운 유형의 토양은 공기에서 물을 끌어와 식물에 분배 할 수 있으며, 잠재적으로 전 세계의 농지지도를 이전에 가뭄으로 살기 힘든 곳으로 확장하고 농업에서 물 사용량을 한 번에 줄일 수 있다. 

ACS Materials Letters에 발표된 것처럼 팀의 대기 중 물 관개 시스템은 초 수분 흡수성 젤을 사용하여 공기 중 물을 포집한다. 토양이 특정 온도로 가열되면 젤이 물을 방출하여 식물이 사용할 수 있도록한다. 토양이 물을 분배하면 일부는 공기 중으로 되돌아가 습도를 높이고 수확주기를 더 쉽게 당겨준다.

Walker Department 기계공학부의 재료과학부교수 Guihua Yu는 “관개 및 전력 시스템을 구축하기 어려운 지역에서 자립농업을 가능하게하는 것은 자원이 점점 부족 해짐에 따라 복잡한 물 공급망에서 농작물을 해방시키는 데 매우 중요합니다.

젤 토양 1g은 약 3-4g의 물을 추출 할 수 있다. 작물에 따라 약 0.1 ~ 1kg의 토양이 약 1m2의 농지에 관개하기에 충분한 물을 제공 할 수 있다.

젤 토양은 밤에 더 시원하고 습한 기간동안 공기에서 물을 빼낸다. 낮 동안의 태양열은 수분을 함유한 젤을 활성화하여 내용물을 토양으로 방출한다.

토양은 밤에 더 시원하고 습한 기간 동안 공기에서 물을 빼내고 낮 동안 태양 에너지에 의해 활성화되면 수분을 방출한다.

팀은 토양을 테스트하기 위해 UT Austin에있는 Cockrell School의 Engineering Teaching Center 건물옥상에서 실험을 실행했다. 그들은 하이드로겔 토양이 건조한 지역에서 발견되는 모래토양보다 물을 더 잘 보유 할 수 있으며 식물을 재배하는 데 훨씬 적은 물이 필요하다는 것을 발견했다.

4주간의 실험에서 팀은 토양이 시작된 물의 약 40%를 보유하고 있음을 발견했다. 대조적으로, 모래 토양은 단 1주일 만에 물의 20% 만 남았다.

또 다른 실험에서 팀은 두 가지 유형의 토양에 무를 심었다. 하이드로겔 토양의 무는 식물이 잘 자리 잡을 수 있도록 초기 라운드 이후에는 관개없이 14일 동안 모두 살아 남았다. 실험의 처음 4일 동안 모래 토양의 무를 여러 번 관개했다. 모래 토양의 무는 초기 관개 기간 이후 2일 이상 생존하지 않았다.

Xingyi Zhou 및 Panpan Zhang과 함께 연구를 주도한 Yu연구그룹의 박사 후 연구원 Fei Zhao는 “대부분의 토양은 식물의 성장을 지원하기에 충분하다. “주된 한계는 물이기 때문에 우리는 주변공기에서 물을 수확 할 수있는 토양을 개발하고 싶었다.”

물을 수확하는 토양은 Yu그룹이 2년 이상 작업해온 최초의 대규모 기술응용 프로그램이다. 작년에 팀은 "슈퍼 스폰지"처럼 작동하는 젤-폴리머 하이브리드 재료를 사용하여 주변공기에서 많은 양의 물을 추출하고 이를 청소하고 태양 에너지를 사용하여 빠르게 방출하는 기능을 개발했다.

연구원들은 이 기술의 여러 다른 응용을 구상한다. 잠재적으로 태양전지판 및 데이터센터 냉각에 사용될 수 있다. 가정을위한 개별시스템이나 노동자 또는 군인과 같은 대규모 그룹을위한 대규모 시스템을 통해 식수에 대한 접근을 확대 할 수 있다. Phys.org