Un sol auto-arrosant pourrait transformer l’agriculture –

Tel que publié dans Lettres de matériaux ACS, le système d’irrigation de l’eau atmosphérique de l’équipe utilise des gels super absorbant l’humidité pour capturer l’eau de l’air. Lorsque le sol est chauffé à une certaine température, les gels libèrent l’eau, la rendant disponible aux plantes. Lorsque le sol distribue de l’eau, une partie retourne dans l’air, augmentant l’humidité et facilitant la poursuite du cycle de récolte.

«Permettre une agriculture autonome dans les zones où il est difficile de construire des systèmes d’irrigation et d’électricité est essentiel pour libérer les cultures agricoles de la chaîne d’approvisionnement en eau complexe, car les ressources deviennent de plus en plus rares», a déclaré Guihua Yu, professeur agrégé de science des matériaux au département de Walker de génie mécanique.

Chaque gramme de sol peut extraire environ 3-4 grammes d’eau. Selon les cultures, environ 0,1 à 1 kilogramme de sol peut fournir suffisamment d’eau pour irriguer environ un mètre carré de terres agricoles.

Les gels dans le sol extraient l’eau de l’air pendant les périodes plus fraîches et plus humides la nuit. La chaleur solaire pendant la journée active les gels contenant de l’eau pour libérer leur contenu dans le sol.

L’équipe a mené des expériences sur le toit du bâtiment du centre d’enseignement de l’ingénierie de la Cockrell School à UT Austin pour tester le sol. Ils ont constaté que le sol hydrogel était capable de mieux retenir l’eau que les sols sableux trouvés dans les zones sèches, et qu’il avait besoin de beaucoup moins d’eau pour faire pousser des plantes.

Au cours d’une expérience de quatre semaines, l’équipe a constaté que son sol retenait environ 40% de la quantité d’eau avec laquelle il avait commencé. En revanche, le sol sableux n’avait plus que 20% de son eau après une semaine seulement.

Dans une autre expérience, l’équipe a planté des radis dans les deux types de sol. Les radis dans le sol hydrogel ont tous survécu à une période de 14 jours sans aucune irrigation au-delà d’un premier tour pour s’assurer que les plantes ont pris racine. Les radis dans le sol sableux ont été irrigués plusieurs fois au cours des quatre premiers jours de l’expérience. Aucun des radis du sol sableux n’a survécu plus de deux jours après la période d’irrigation initiale.

«La plupart des sols sont assez bons pour soutenir la croissance des plantes», a déclaré Fei Zhao, chercheur postdoctoral dans le groupe de recherche de Yu qui a dirigé l’étude avec Xingyi Zhou et Panpan Zhang. “C’est l’eau qui est la principale limitation, c’est pourquoi nous avons voulu développer un sol capable de récupérer l’eau de l’air ambiant.”

Le sol de récupération de l’eau est la première grande application de la technologie sur laquelle le groupe de Yu travaille depuis plus de deux ans. L’année dernière, l’équipe a développé la capacité d’utiliser des matériaux hybrides gel-polymère qui fonctionnent comme des «super éponges», en extrayant de grandes quantités d’eau de l’air ambiant, en le nettoyant et en le libérant rapidement en utilisant l’énergie solaire.

Les chercheurs envisagent plusieurs autres applications de la technologie. Il pourrait potentiellement être utilisé pour refroidir les panneaux solaires et les centres de données. Il pourrait élargir l’accès à l’eau potable, soit par des systèmes individuels pour les ménages, soit par des systèmes plus larges pour de grands groupes tels que les travailleurs ou les soldats.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université du Texas à Austin. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.