Улучшите свою еду с помощью воды

Некоторые из самых засушливых мест на Земле также являются одними из самых сложных для освоения для сельскохозяйственного использования, расширения жилых домов и экономического роста. Вот почему ученые ищут простые и недорогие способы, позволяющие людям в отдаленных пустынных регионах производить чистую воду, безопасную для питья, приготовления пищи и выращивания сельскохозяйственных культур, необходимых им для выживания.

В течение многих лет исследователи в области сбора атмосферной воды (AWH) фокусировались на механических структурах, вдохновленных обитающими в пустыне растениями и животными, такими как шишки на спине пустынного жука Намиб, которые могут захватывать капли утреннего тумана.

Но ученые из Техасского университета в Остине пробуют другой подход. Они тестируют гидрогели на способность улавливать и высвобождать воду, используя те же ингредиенты, которые входят в состав пузырькового чая, лапши быстрого приготовления и глазных капель.

Попробуйте выполнить приведенные ниже действия, чтобы увидеть, как работают гидрогели. Затем используйте их, чтобы вырастить вкусные овощи и добавить их в рецепты приготовления забавных десертов!

Гидрогели — это тип полимера (длинная цепочка молекул), который может удерживать большое количество воды, но не растворяется. Они гидрофильны, что означает, что они притягивают молекулы воды, и когда они это делают, они могут набухать во много раз по сравнению с первоначальным размером. Существуют также гидрофобные полимеры, отталкивающие воду.

Ученые UT в Остине создали новый гидрогелевый материал из двух основных веществ:

Объединив эти вещества, ученые построили водяной конденсатор, не нуждающийся в электричестве. Ночью, когда прохладно, он впитывает водяной пар. Днем, когда тепло, жидкая вода сочится наружу. Поскольку две трети населения мира в настоящее время ощущают последствия нехватки воды, такие простые материалы для сбора воды могут стать частью решения растущей проблемы поиска пресной воды.

В этих двух упражнениях вы проверите, насколько большими могут стать гидрофильные гели, когда они поглощают воду, и что происходит, когда они ее выделяют. Затем вы будете использовать воду, хранящуюся в гидрогелях, для выращивания новых растений.

Примечания по безопасности и очистке:

Начните свои эксперименты с гидрогелями с проверки того, насколько шарики геля расширяются при добавлении в воду и сколько времени требуется, чтобы они высвободили воду и снова сжались.

Работая над этим заданием, подумайте над этими вопросами.

Добавьте необходимое количество бусин в мерный стаканчик или контейнер. Затем добавьте воду, чтобы заполнить контейнер. Кредит: Кэти Сесери

Подождите, пока шарики впитают воду. Кредит: Кэти Сесери

Измерьте, насколько расширились шарики после того, как впитали всю воду. Кредит: Кэти Сесери

Поместите распушенные бусины в контейнер и отметьте линию высоту бусин. Напишите дату на контейнере. Кредит: Кэти Сесери

Дайте бусинам высохнуть и выпустите воду. Посмотрите, через сколько дней бусины вернутся к своему первоначальному размеру. Кредит: Кэти Сесери

В этом упражнении вы будете использовать бусины, которые вы увлажнили (те, в которые вы добавили воду) в Упражнении 1, чтобы заполнить контейнеры для повторного выращивания овощных отходов, которые дают съедобную зелень, например, оставшуюся часть белой луковицы зеленого лука или листовую верхушку. из моркови. Бусинки удерживают воду, которая способствует росту новых корней.

Работая над этим заданием, подумайте над этими вопросами.

Проделайте отверстия в дне контейнера. Добавьте гидратированные шарики. Поместите выбранные растения в бусины корневой стороной вниз. Кредит: Кэти Сесери

Поместите контейнеры с растениями в водонепроницаемый лоток. Кредит: Кэти Сесери

Дайте вашим растениям солнечный свет и позвольте им расти. Возможно, вам придется добавить еще воды. Кредит: Кэти Сесери

Тип целлюлозы, которую вы будете использовать для этого занятия, является термообратимым. Вы нагреете гидрогель, чтобы он набух, а затем наблюдаете, как вода вытекает обратно, когда он остывает до комнатной температуры. Добавьте его в основу для мороженого, и получится десерт, который сохраняет форму, пока он горячий, и начинает таять, когда остывает!

В рецепте используется Methocel A4C, тип метилцеллюлозы, которая образует твердый гель при температуре 122–131°F (50–55°C). Для других типов метилцеллюлозы может потребоваться другое время приготовления или другие концентрации. Используйте весы, если хотите лучше контролировать количество гидрогеля в мороженом.