植物竟然能给自己浇水?NUS最新研发的耕作系统做到了

284天前     627

近日,来自新加坡国立大学(NUS)的研究团队研发出了一种能从空气中收集水分,并自动完成浇水的耕作系统,该技术被誉为可能成为下一个“页岩气技术”的革命性创新。

新型耕作系统

你能够想像植物能够用自己汲取空气中的水分,而不是被动地通过浇水来种植吗?近日,来自新加坡国立大学(NUS)的研究人员创建了一种能够通过新型水凝胶从空气中抽水从而达到自给自足的植物耕作系统,研究团队将这套系统命名为SmartFarm,并希望未来的耕作模式能够因为这项技术有新的根本性变革。

SmartFarm是一整套全自动的农业耕作系统,可以通过吸收太阳能来运行。它的外观看起来像一个很大的鱼缸,可以通过在设定的时间开启系统达到自动汲水的效果。

植物竟然能给自己浇水?NUS最新研发的耕作系统做到了

SmartFarm的研究团队,来源:ST

通常情况下,当夜晚到来的时候,SmartFarm的顶盖会自动打开,通过使用水凝胶捕获空气中的水分给作物吸收和储存;早晨日出后,在预设的时间,顶盖会关闭以限制水蒸气流失,使其凝结在植物和土壤表面上并最终被吸收,达到自给自足的目的。

到目前为止,这个NUS的研究团队已经在SmartFarm的实验原型机中成功实现了空心菜(Kangkong)的种植,目前正在测试和验证更多种类的作物的可行性。研究人员说,这项技术旨在利用大量未开发的淡水源,即空气中的水分来实现和解决两个当今世界的最大的两个问题:淡水资源和粮食的短缺。

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空心菜,来源:百度百科

媒体在报道该技术时将其与前段时间非常著名的页岩气开采技术进行比较,认为其都是创造性的将难以收集的零散资源集中开采,如果能大规模实现的话,这将是能和页岩气技术相提并论的革命性新思维。

研究过程

SmartFarm项目负责人,国大材料科学与工程系的助理研究员Tan Swee Ching在接受采访时说:“空气中的水分是一个巨大的淡水来源,但是由于技术限制目前为止还没有被大规模开发。” 新加坡的湿度水平通常超过80%,非常适合水凝胶技术,他补充说。

Tan教授曾经在高温气候下工作了多年,他最初开始研究水凝胶是为了解决新加坡经常令人不舒服的高温的问题。他说:“经过研究我发现,我们感受到的许多热量实际上是由于新加坡的湿度所致。因为新加坡四面环海,造成大环境本就十分潮湿,地处热带导致于人体的水分(例如汗水)无法从皮肤上蒸发掉,而这正是我们通常损失热量的方式。”

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新加坡潮湿的环境是该技术绝佳的使用场景,来源:搜狐

该研究团队研究人员于2019年底开始研究并发现铜基凝胶(Copper-based gel)无毒且具有极强的吸收能力,能够将自身重量的300%或三倍的水保持在其中。相比之下,目前商业上使用的干燥材料(例如硅胶)最多只能将其自身重量的30%容纳在水中。

新研制的一公斤新凝胶的生产成本约为20美元,但研究人员预计,随着需求的增加,成本将进一步下降。NUS的研究和孵化团队目前正在与行业合作伙伴进行谈判,以探讨进一步商业化的可能。

其他应用

水凝胶的应用远远超出了农业领域,例如,它已在夏威夷太空探索项目(HI-Seas)中被用于模拟人类在火星的栖息地的耕种

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水凝胶的应用,来源:维基百科

水凝胶还被用来控制小型实验温室的湿度,以在去年11月至12月的模拟月球任务Selene II中生长和维持农作物等等,相信未来,在人类冲出地球探索宇宙的伟大尝试中,水凝胶必将扮演重要的角色。

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