하이드로겔

하이드로겔은 친수성 고분자 사슬이 교차 연결된 네트워크입니다. 의료 분야에서 하이드로젤은 체액을 흡수하고 외부 환경과 물질을 교환하는 데 활용됩니다. 또한 상처 치료의 운반체로도 효과적입니다. 마찬가지로 하이드로젤은 농업 분야에서도 관개 필요성 감소, 용기 보관 수명 연장 등의 이점을 제공합니다.

하이드로젤은 물리화학적 특성에 따라 크게 두 가지 그룹으로 분류할 수 있습니다. 첫 번째 그룹은 정전기, 수소 결합, 소수성 상호작용을 통해 폴리머 사슬이 연결된 가역성 하이드로젤입니다. 이러한 하이드로젤은 불안정성이 특징이며 가열을 통해 젤라틴과 한천과 같은 폴리머 혼합물로 변형될 수 있습니다. 두 번째 그룹은 아크릴산, 아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올과 같은 전분 및 비닐 단량체를 포함하여 고분자 사슬이 안정적인 공유 결합으로 연결된 화학적으로 안정적인 하이드로겔로 구성됩니다.

농업에서 일반적으로 사용되는 하이드로젤 유형은 폴리 아크릴산 칼륨 또는 폴리 아크릴산 나트륨입니다. 하이드로젤은 다른 상업용 고흡수성 폴리머에 비해 토양에서 쉽게 분해되고 재생 가능한 특성으로 인해 농업 분야에서 가능성을 보이고 있습니다. 연구에 따르면 하이드로젤은 토양 개량제 또는 종자 코팅, 물과 비료 보유력 향상, 토양 통기, 증발산량 감소, 묘목 발아 촉진, 식물의 물 가용성 유지 등의 이점이 있는 것으로 입증되었습니다.

하이드로겔 응용 하이드로겔은 낮은 수분 보유력, 높은 증산율, 토양 수분 침출, 식물 병원균 공격과 같은 문제를 해결함으로써 농업 분야에서 다양한 이점을 제공합니다. 토질 개선, 수자원 보존, 가뭄 스트레스에 대한 저항력, 관개 빈도 및 물 소비량 감소, 묘목 사망률 감소, 비료 및 농약 사용 최소화 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 하이드로겔은 농업, 임업, 산업 플랜팅, 도시 정원, 가뭄 관리, 수자원 보존 등 다양한 분야에 적용되어 토양 침식과 지하수로의 화학물질 침출을 효과적으로 줄여줍니다.

칼하푸레(Kalhapure) 등의 최근 연구는 인도 농업연구소에서 개발한 새로운 흡수성 폴리머인 '푸사 하이드로겔'에 초점을 맞췄습니다. 폴리 아크릴산 칼륨을 기반으로 한 이 하이드로겔은 높은 흡수성, 제초제와 비료의 침출 감소, 토양 특성 개선, 작물이나 토양에 대한 부작용 없이 식물 성장을 향상시키는 효과를 보였습니다.

토양 개량 종자 코팅 및 토양 개량에 하이드로겔을 적용하는 연구에 따르면 물과 비료의 보유력, 토양 통기성을 개선하고 증발산량을 감소시키는 하이드로겔의 능력이 강조되고 있습니다. 하이드로겔은 투과성, 밀도, 구조 및 질감과 같은 토양 특성을 수정하여 수분 보유 능력을 크게 높이고 토양 부피 밀도를 낮출 수 있습니다. 그러나 하이드로겔을 과도하게 사용하면 잎의 수분과 엽록소 함량을 개선하지만 특히 건조한 지역에서는 토양 수분 함량을 포화시킬 수 있습니다.

가뭄 스트레스 감소 하이드로겔은 불리한 기후 조건에서 적절한 수분 함량을 유지하고 성장을 촉진하며 수확량을 증가시켜 식물이 가뭄 스트레스에 대처할 수 있도록 도와줍니다. 하이드로겔은 물을 자주 줄 필요성을 줄이고, 식물의 저장 수명을 연장하며, 다공성 토양의 수분 저장을 개선하여 시들음을 지연시키고 식물의 생존을 촉진합니다.

비료 가용성 향상 하이드로겔은 작물의 수확량이나 영양가에는 영향을 주지 않으면서 합성 비료 사용을 줄일 수 있는 지속 가능한 접근 방식을 제공합니다. 칼륨과 질소 이온을 배합하여 토양으로 점진적으로 영양분을 방출하여 식물의 성장과 흡수를 촉진할 수 있습니다.

요약하자면, 하이드로젤은 지속 가능한 농업에서 중요한 역할을 하며 환경 영향과 자원 사용을 최소화하면서 수자원 보존, 토양 개선, 가뭄 스트레스 완화, 식물 성장 향상에 대한 솔루션을 제공합니다.