Wissenschaftler der Moskauer Universität untersuchten, wie zusammengesetzte gelbildende Bodenverbesserer Feuchtigkeit in Abhängigkeit von ihrer Aktivität und Umgebungstemperatur anziehen. Dazu nutzten die Forscher eine neue Methode, um Wassermoleküle beim Erhitzen zu entfernen. Das Team hinterfragte den Einsatz von Technologien zum Entziehen von Feuchtigkeit aus der Luft beim Betrieb dieser Klimaanlagen. Die Ergebnisse der Arbeit wurden im Journal of Composites Science veröffentlicht.
Wasserabsorbierende Polymere, die im Vergleich zu ihrem Eigengewicht eine enorme Menge an Flüssigkeit aufnehmen und zurückhalten können (die sogenannte Hygroskopizität), werden in verschiedenen Branchen und im täglichen Leben eingesetzt. Solche Polymere werden aktiv beim Bohren, Landschaftsdesign und in der Landwirtschaft verwendet. Es ist wichtig, nicht nur den Anwendungsbereich dieser innovativen Materialien zu ermitteln, sondern auch zu bewerten, wie gut die verwendeten zusammengesetzten gelierenden Bodenverbesserer Wasser absorbieren.
Von Bodenwissenschaftlern der nach MV Lomonosov benannten Moskauer Staatlichen Universität untersucht, stellte sich heraus, dass Verbundmaterialien in der Lage sind, eine Wassermasse zu absorbieren, die ihre eigene um 30% übersteigen kann. Diese Feuchtigkeit ist jedoch stark in Materialien gebunden und kann von Grünpflanzen nicht aufgenommen werden. Dies lässt den Einsatz von Technologien zur Gewinnung von Wasser aus Luft mit gelbildenden Bodenverbesserungsmitteln, die in den letzten Jahren aktiv beworben wurden, in Frage stellen. Die hohe Wasseraufnahme von Hydrogelen in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit muss bei der technologischen Dosisberechnung für den Einsatz in der nachhaltigen Land- und Landschaftspflege berücksichtigt werden.
Unter Verwendung eines thermodynamischen Ansatzes testeten die Autoren der Studie zusammengesetzte gelbildende Bodenverbesserer unter verschiedenen Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen. Wissenschaftler haben eine einfache und allgemein verfügbare Methode zum Entfernen von Wassermolekülen während des Erhitzens vorgeschlagen, um die Hygroskopizität, Dispersion und potenzielle Beständigkeit von Verbundmaterialien gegenüber übermäßiger Zerstörung zu bewerten. Das Verfahren basiert auf der grundsätzlichen thermodynamischen Abhängigkeit des Wasserpotentials und der Temperatur des getrockneten Materials in einem thermodynamischen Tank (Labor) bei konstanter relativer Feuchte.
„Superabsorber für Gießwasser zur Verbesserung der Wasserhaltefähigkeit des Bodens sind ebenfalls stark hygroskopische Materialien, die bei natürlichen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit ihr Gewicht verdoppeln können. Ohne Kenntnisse über die Dynamik der Hygroskopizität von Polymer-Superabsorbern ist es unmöglich, sie in der Praxis korrekt anzuwenden und solche Materialien in gutem Glauben zu handeln, ohne den Käufer zu zwingen, bis zu 50 % des Geldes für adsorbiertes Wasser im Polymer auszugeben“, sagt er einer der Autoren der Studie, Professor am Institut für Physik und Bodenverbesserung der Fakultät für Bodenkunde der Moskauer Staatlichen Universität Andrey Smagin.
Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Technologie zur Synthese von Hydrogelpräparaten für den antipathogenen Bodenschutz verwendet und in der Russischen Föderation patentiert.