09-02-2008, 12:35 PM
حفظ رطوبت خاك با استفاده از پليمرهاي جاذب آب (هيدروژل)
فهيمه نادري و ابراهيم واشقاني فراهاني
چكيده
هيدروژلها، پليمرهاي آب دوستي هستند كه قابليت جذب مقادير زيادي آب و يا محلول آبي را دارند. بر اساس تعادل ترموديناميكي در اين مواد در حالتيكه پتانسيل شيميايي آب در محيط بيش از هيدروژل باشد، نفوذ آب از محيط بداخل اين مواد صورت گرفته كه اين عمل جذب باعث تورم اين پليمرها تا چندين برابر حجم اوليه خواهد شد و در حالتيكه پتانسيل شيميايي آب در هيدروژل بالاتر از محيط باشد ، نفوذ آب از هيدروژل به سمت محيط اطراف بوده و يا به عبارت ديگر عمل دفع صورت ميگيرد كه اين پديده نيز با انقباض هيدروژل همراه است. اين خاصيت باعث شده است كه از اين مواد به منظور حفظ رطوبت خاك استفاده گردد. تعادل ترموديناميكي و يا به عبارت ديگر ميزان و شرايط جذب و دفع آب در هيدروژلها شديداً به شرايط محيطي آنها بستگي دارد. بررسي رفتار تورمي در شرايط درون خاك، مطمئنترين روش براي درك و پيش بيني عملكرد اين مواد، در سيستمهاي واقعي، يعني در خاك و در تماس با گياه و محيط اطراف آن ميباشد.در اين مقاله سعي شده است با مشابه سازي شرايط محيطي، اثر عوامل مختلف در ميزان جذب و دفع آب به روي سه نوع هيدروژل تجاري مورد بررسي قرار گيرد. عوامل مورد بررسي عبارتند از: اثر يونهاي موجود در عصاره سه نمونه خاك، pH محيط، اثر بار و فشار بر هيدروژل. اين بررسيها نشان داد ميزان يونهاي محلول در عصاره نمونه خاكهاي مورد بررسي بشدت درجه تورم و يا به عبارت ديگر ميزان جذب آب را كاهش ميدهد. بهترين pH عملكرد براي تمامي هيدروژلها در محدوده خنثي است. با اينحال استفاده از هيدروژلها با ساختار آنيوني در صورتيكه ميزان كاتيونهاي دو ظرفيتي در محيط كم باشد نتايج خوبي را نشان ميدهد. همچنين آزمايشهاي انجام شده نشان ميدهد اعمال بار و فشار كه بستگي به عمق و نوع خاك دارد، منجر به كاهش راندمان هيدروژلها در جذب آب ميشود.