Tel que publié dans Lettres de matériaux ACS , le système d'irrigation de l'eau atmosphérique de l'équipement 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 et la mettent à la disposition des plantes. Lorsque le sol distribue de l'eau, une partie retourne à l'air, ce qui augmente l'humidité et facilite 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 crucial pour libérer l'agriculture de la chaîne d'approvisionnement en eau complexe alors que 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 peuvent fournir suffisamment d'eau pour irriguer environ un mètre carré de terres agricoles.

Les gels de sol extraient l'eau de l'air pendant les périodes les plus fraîches et les plus humides de la nuit. La chaleur solaire pendant la journée active les gels qui contiennent 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 découvert que le sol hydrogel pouvait 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 leur 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. Tous les radis dans le sol hydrogel ont survécu à une période de 14 jours sans aucun arrosage au-delà d'un premier tour pour s'assurer que les plantes ont pris racine. Les radis sur le sol sableux ont été arrosés 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 majeure partie du sol est assez bonne 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. "L'eau est la principale limitation, nous avons donc voulu développer un sol qui pourrait recueillir l'eau de l'air ambiant."

Le sol de récupération de l'eau est la première application majeure 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", puisant de grandes quantités d'eau de l'air ambiant, la nettoyant et la libérant rapidement à l'aide de 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.