물로 음식을 해킹하세요

지구상에서 가장 건조한 곳 중 일부는 농업용, 주거 확장 및 경제 성장을 위해 개발하기 가장 어려운 곳이기도 합니다. 이것이 바로 과학자들이 외딴 사막 지역의 사람들이 생존에 필요한 작물을 재배하고 마시고 요리하는 데 안전한 깨끗한 물을 생산할 수 있는 간단하고 저렴한 방법을 찾고 있는 이유입니다.

수년 동안 대기 물 수확(AWH) 분야의 연구자들은 아침 안개 방울을 잡을 수 있는 나미브 사막 딱정벌레 등의 돌기와 같은 사막에 서식하는 식물과 동물에서 영감을 받은 기계 구조에 중점을 두었습니다.

그러나 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 과학자들은 다른 접근 방식을 시도하고 있습니다. 그들은 버블티, 인스턴트 국수, 안약에 들어가는 것과 동일한 종류의 성분을 사용하여 물을 포착하고 방출하는 하이드로겔을 테스트하고 있습니다.

하이드로겔이 어떻게 작동하는지 알아보려면 아래 활동을 시도해 보세요. 그런 다음 이를 사용하여 맛있는 야채를 재배하고 레시피에 추가하여 재미있는 디저트를 만드세요!

하이드로겔은 다량의 물을 보유할 수 있지만 용해되지 않는 일종의 중합체(긴 분자 사슬)입니다. 이는 친수성이므로 물 분자를 끌어당긴다는 의미입니다. 그렇게 하면 원래 크기의 몇 배로 부풀어오를 수 있습니다. 물을 밀어내는 소수성 폴리머도 있습니다.

UT 오스틴 과학자들은 두 가지 주요 물질로 새로운 하이드로겔 물질을 만들었습니다.

과학자들은 이러한 물질을 결합하여 전기가 필요 없는 응축기를 만들었습니다. 밤에는 시원할 때 수증기를 흡수하고 낮에는 따뜻할 때 액체의 물이 스며 나옵니다. 현재 세계 인구의 2/3가 물 부족의 영향을 느끼고 있는 상황에서 이러한 종류의 간단한 물 수집 재료는 증가하는 담수 찾기 문제에 대한 해결책의 일부가 될 수 있습니다.

이 두 가지 활동에서는 친수성 겔이 물을 흡수할 때 실제로 얼마나 커지는지, 그리고 물을 방출할 때 어떤 일이 일어나는지 테스트하게 됩니다. 그런 다음 하이드로겔에 저장된 물을 사용하여 새로운 식물을 키우게 됩니다.

안전 및 청소 참고사항:

물에 첨가했을 때 겔 비드가 얼마나 팽창하는지, 물을 방출하고 다시 수축하는 데 걸리는 시간을 테스트하여 하이드로겔 실험을 시작하세요.

이 활동을 진행하면서 다음 질문을 생각해 보십시오.

계량컵이나 용기에 일정량의 구슬을 추가하세요. 그런 다음 물을 추가하여 용기를 채웁니다. 크레딧: Kathy Ceceri

구슬이 물을 흡수할 때까지 기다리세요. 크레딧: Kathy Ceceri

물을 모두 흡수한 후 구슬이 얼마나 팽창했는지 측정합니다. 크레딧: Kathy Ceceri

확장된 구슬을 용기에 넣고 선으로 구슬의 높이를 표시합니다. 용기에 날짜를 적어주세요. 크레딧: Kathy Ceceri

구슬을 말리고 물을 배출하십시오. 구슬이 원래 크기로 돌아가는 데 며칠이 걸리는지 확인하세요. 크레딧: Kathy Ceceri

이 활동에서는 활동 1에서 수분을 공급한 구슬(물을 추가한 구슬)을 사용하여 파의 남은 흰 구근 부분이나 잎이 많은 윗부분과 같은 식용 녹색을 생산하는 다시 자라는 야채 스크랩용 용기를 채웁니다. 당근. 구슬은 물을 붙잡고 있어 새로운 뿌리가 자라는 데 도움이 됩니다.

이 활동을 진행하면서 다음 질문을 생각해 보십시오.

용기 바닥에 구멍을 뚫습니다. 수화 된 구슬을 추가하십시오. 선택한 식물을 뿌리 쪽이 아래로 향하게 하여 구슬 안에 넣습니다. 크레딧: Kathy Ceceri

식물이 담긴 용기를 방수 트레이에 넣으세요. 크레딧: Kathy Ceceri

식물에 햇빛을 주고 자라게 하세요. 물을 추가로 추가해야 할 수도 있습니다. 크레딧: Kathy Ceceri

이 활동에 사용할 셀룰로오스 유형은 열가역성입니다. 하이드로겔을 가열하여 부풀게 한 다음 실온으로 식으면서 물이 다시 흘러나오는 것을 지켜봅니다. 아이스크림 베이스에 추가하면 뜨거울 때 모양이 유지되고 식으면 녹기 시작하는 디저트를 만들 수 있습니다!

여기 레시피에서는 50~55°C(122~131°F)에서 단단한 젤을 형성하는 메틸 셀룰로오스의 일종인 Methocel A4C를 사용합니다. 다른 유형의 메틸 셀룰로오스에는 다른 조리 시간이나 다른 농도가 필요할 수 있습니다. 아이스크림에 들어가는 하이드로겔의 양을 더 잘 조절하고 싶다면 저울을 사용하세요.