Hydrogele für eine nachhaltige Landwirtschaft

Nutzung der Vorteile von natürlich gewonnenen Hydrogele auf Polymerbasis für nachhaltige Landwirtschaft

Im Bereich der nachhaltige LandwirtschaftHydrogele auf Basis natürlicher Polymere stellen ihre synthetischen Gegenstücke in den Schatten und bieten eine Mischung aus Biokompatibilität, physikalisch-mechanischer Festigkeit und umweltfreundlichen Eigenschaften.

Im Wesentlichen ist ein Hydrogel ein Polymer, das durch die Vernetzung von Monomeren mit einem starken ionischen Agens, z. B. einem Kation, entsteht. Aufgrund seiner einzigartigen Struktur kann es erhebliche Mengen an Wasser in seinem verzweigten Polymernetzwerk absorbieren und zurückhalten. Während typische Alkalimetalle als gängige Kationen dienen, erfordert die Anwendung im Boden ein Kation, das dem wasserabsorbierenden Material ungiftige, biologisch abbaubare Eigenschaften verleiht. Interessanterweise erwies sich Kalium als wichtiges Alkalimetall in Böden, das das Pflanzenwachstum ohne Bodenverschmutzung fördert. Diese Entdeckung führte zu einer neuartigen Doppelnutzung von Hydrogelen in der Landwirtschaft und als Bodenverbesserer.

Angesichts der Notwendigkeit, mehr Ackerland zu schaffen, um den steigenden Anforderungen der landwirtschaftlichen Produktion gerecht zu werden, liegt der Schwerpunkt erneut auf der Entwicklung innovativer Bodenverbesserungsmaterialien mit verbesserten Anwendungsmethoden und geringeren Verbrauchsmengen. Hydrogele, die als vernetzte wasserabsorbierende Polymere kategorisiert werden, erreichen dies durch die Bildung von Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen. In der Landwirtschaft weisen diese Hydrogele, die oft als Wasserrückhaltegranulat bezeichnet werden, die bemerkenswerte Fähigkeit auf, bei Kontakt mit Wasser auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe aufzuquellen. Diese transformative Eigenschaft unterstreicht ihr Potenzial, zu nachhaltigen und effizienten landwirtschaftlichen Praktiken beizutragen.