Bugünlerde akıllı toprak diye sıklıkla konuşulan toprak aslında hidrojel bir yapıya sahip. Küresel ısınmaya karşı gıda güvenliğinde önemli rol oynayacağı da tahmin ediliyor haklı olarak.
Malum, kuraklık her geçen yıl daha da artıyor. Hem toplam yağış miktarı azalıyor hem de yağışın zamanı değişiyor. Zamanında düşmeyen yağışlar önemli ürün kayıplarına neden oluyor. Bilim insanları toprakta daha fazla su tutabilmenin yolunu arıyorlar. Bu meyanda toprakta su tutan maddeler tarımda kullanılmaya başladı. Bilim insanları daha da ileri giderek kendini sulayabilen toprağı geliştiriyorlar. Bu alanda en fazla hidrojeller kullanılıyor.
Hidrojel maddeler genellikle kendi ağırlığının onlarca katı su tutabilen maddelerdir. Doğasında bulunan çapraz bağlantılar nedeniyle, hidrojel ağının yapısal bütünlüğü yüksek su konsantrasyonundan çözülmez. Hidrojeller oldukça emicidir. %90'dan fazla su içerebilirler. Doğal veya sentetik polimerik ağlardır.
Çevreye duyarlı hidrojeller (Akıllı Jeller), pH, sıcaklık veya metabolit konsantrasyonundaki değişiklikleri algılama ve bu tür bir değişikliğin sonucu olarak yüklerini serbest bırakma yeteneğine sahiptir.
Hastalıkların tedavisi için ilaç taşıyıcıları olarak da kullanırlar. İdrarı emdikleri için çocuk ve kadın pedlerinde yaygın bir şekilde yer almaktadırlar.
Kurak alanlarda toprak nemini tutmada çok etkilidirler.
Yanık ve yaraların tedavisinde nemli ortam yaratmada ideal ürünlerdir.
Çok sayıda kullanım alanı olan hidrojellerin tarımda kullanımı konusunda yeni çalışmalar da yapılıyor. Texas Üniversitesinden bir ekip, su tutabilen jelleri kullanarak yeni bir toprak tipi geliştirmeye çalışıyor. Atmosferik sulama sistemi adını verdikleri teknikle, havadan su yakalamak için süper nem emici jeller ile toprağın havadaki nemden yararlanması amaçlanıyor.
Toprak belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıldığında, jeller suyu serbest bırakarak bitkilerin kullanımına sunuyor. Ardından tekrar havadaki nemi tutması sağlanıyor.
Yeni teknik ile bir gram toprak yaklaşık 3-4 gram suyu havadan emebiliyor. Bir kilogram hidrojel toprak, yaklaşık 1 metrekare toprağı nemli tutabiliyor. Diğer bir deyişle 1 ton hidrojel toprak ile 1 dekar arazi hava neminden faydalanarak sulanabiliyor.
Topraktaki jeller geceleri daha serin olduğu için yükselen hava neminden daha fazla su çekiyor ve gündüz havanın ısınmasıyla çektiği suyu bitkilerin kullanımına verebiliyor.
Dört hafta süren bir denemede, hidrojel toprak, mevcut suyun %40’ını, kontrol topraklarda ise mevcut suyun ancak %20’sinin kaldığı tespit edilmiştir.
Başka bir çalışmada ise, hidrojel toprakta, bitkilerin 14 gün boyunca susuzluktan etkilenmediği, kontrol toprakta ise bitkilerin susuzluğa 2 gün dayanabildiği gözlenmiştir.
Toprak havasından su emebilen jeller, bitkilerin gün boyu ihtiyacı olan suyu tedarik edebilmektedir. Süper süngerler olarak da adlandırılan hidrojel malzemeler, tarımsal üretimde yeni bir çığır açacak gibi görünüyor. Hem yağış sularının toprakta daha fazla depo edilmesi, hem de hava neminin tutulması, kurak ve yarı kurak bölgelerde su isteği olan bitkileri, sulamadan yetiştirebilme imkânı sunmaktadır.
Araştırıcılar, gelecekte bu hidrojellerin içme ve kullanma suyu tedarikinde de kullanılabileceğini belirtiyorlar. Teknoloji bunu da başaracak gibi görünüyor.
