Ключевым компонентом устройства является специально разработанный гидрогель на основе меди, который хорошо адсорбирут и впитывает влагу. Материал способен поглощать жидкость в количестве, в 300 раз превышающем его собственный вес. В течение дня каждый грамм гидрогеля выделяет 2,24 грамма воды в час. После увлажнения гидрогель меняет цвет с коричневого на темно-зеленый, а когда он насыщается влагой - на светло-зеленый.
Команда NUS проверила качество получаемой воды и обнаружила, что она соответствует стандартам ВОЗ и пригодна для питья и сельскохозяйственных целей.
ЭТО ИНТЕРЕСНО: Из истории видеоигр. От Super Mario через Doom до GTA наших дней
Устройство SmartFarm состоит из следующего:
- контейнер с подвижной верхней крышкой
- гидрогель на основе меди, помещенный в плоский прямоугольный лоток
- таймер для контроля открытия и закрытия верхней крышки
- солнечные панели для использования солнечной энергии для обеспечения механической работы устройства
- система панели управления для управления устройством, включая открытие и закрытие верхней крышки устройства
- двигатели и направляющие для открытия и закрытия верхней крышки во время полива
- акриловые дворники (щетки, которые убирают капли воды со стекла)
Ночью верхняя крышка теплицы открывается, позволяя гидрогелю эффективно поглощать водяной пар, содержащийся в прохладном воздухе. Днем, в заранее установленное время, верхняя крышка закрывается, чтобы удерживать водяной пар, позволяя ему конденсироваться на поверхности корпуса. Солнце начинает нагревать гидрогель, влага испаряется и конденсируется на внутренней стороне верхней панели контейнера. В течение дня крышка периодически раздвигается. Во время ее перемещения скопившиеся капли снимаются краями контейнера и стекают по стенкам, попадая в почву для орошения растений. Оставшиеся капли воды на стенках устройства продолжают обеспечивать влажную среду для здорового роста растений.
Команда NUS предполагает, что устройство SmartFarm может быть расширено с помощью дополнительных функций. Например, можно спроектировать многоярусную структуру, чтобы максимально использовать пространство на крыше для увеличения производства продуктов питания, а к устройству можно добавить конденсатор с воздушным охлаждением, если растения чувствительны к температуре.
Кроме того, для защиты от продолжительных пасмурных дней в контейнер с гидрогелем на основе меди можно встроить систему обогрева, чтобы обеспечить достаточную тепловую энергию для активации процесса выделения воды без солнечного света. Кроме того, устройство SmartFarm может включать в себя возможность беспроводной сети, чтобы пользователи могли отслеживать и контролировать процесс выращивания с помощью смартфонов.
Как заявляют ученые, примененный гидрогель способен поглощать жидкость в количестве, в 300 раз превышающем его собственный вес. В течение дня каждый грамм материала выделяет 2,24 грамма воды в час.
Возможность применения гидрогеля в парниках в качестве средства для контроля влажности была протестирована ранее в рамках проведенного NASA исследовательского проекта HI-SEAS, целью которого была симуляция полета людей на Марс.
