Твердая вода что это такое

Воронежские химики разработали «твердую воду» для борьбы с засухой

Воронежские химики разработали «твердую воду» для борьбы с засухой

Ученые Воронежского госуниверситета (ВГУ) создали полимер, способный впитывать влагу и отдавать ее растениям в сухой земле. Почва, засеянная гранулами такого полимера, реже нуждается в поливе. Химики назвали сорбент «твердой водой», по аналогии с мексиканской разработкой Solid Rain, сообщила пресс-служба ВГУ в понедельник, 16 ноября.

Килограмм вещества способен впитать 500 литров воды, при этом гранулы полимера увеличиваются в 100 раз. Жидкость попадает в сорбент и принимает структуру льда. Когда влажность вокруг гранулы снижается – структура жидкости меняется, и вода попадает в почву.

Полевые испытания сорбента прошли на опытных участках Воронежского аграрного университета (ВГАУ) под руководством профессора кафедры микробиологии и биохимии ВГУ Алексея Лукина.
Поле «засеяли» гранулами сорбента и обильно полили водой, рассказал завкафедрой аналитической химии профессор Владимир Селеменев.

– Полимер начинает работать в автоматическом режиме, поддерживая необходимый для растения уровень влажности. Когда уровень падает, гранулы отдают воду в почву, а при дожде вновь впитывают ее и набухают. Одного заполнения полимера водой может хватить на весь вегетационный период. Гранулы не вымываются из почвы, срок их действия составит от пяти до десяти лет. Количество сорбента и воды зависит от типа почвы и растений, – процитировала пресс-служба ВГУ профессора Владимира Селеменева.

Стоимость воронежской «твердой воды» ниже зарубежных аналогов благодаря новой технологии получения сорбента. Килограмм полимера стоит 10-12 долларов, стоимость аналога начинается от 20 долларов.

Воронежского государственного университета, инициатором проекта выступил ректор вуза Дмитрий Ендовицкий. Непосредственно синтезом новых сорбентов занимается профессор кафедры химии высокомолекулярных соединений и коллоидов Вячеслав Кузнецов. Полевые испытания препарата были проведены на опытных участках ВГАУ им. императора Петра I под руководством профессора Алексея Лукина. Разработка российских ученых поглощает жидкость вместе с микроэлементами и водорастворимыми удобрениями. Так растения получат из сорбента питательные вещества.

Воронежская «твердая вода» исключает заболачивание и засоление почвы, выдерживает холодные зимы, добавили в пресс-службе вуза.

Над проектом «твердой воды» работали ученые кафедр аналитической химии (заведующий – профессор Владимир Селеменев) и общей и неорганической химии (заведующий – профессор Виктор Семенов) ВГУ. Инициатор проекта – ректор вуза Дмитрий Ендовицкий.

Технологию планируют использовать в засушливых районах на юге Воронежской области, вт Волгоградской и Астраханской областях, а также Джанкойском районе Республики Крым, над которым шефствует Воронежская область.

Технологию Solid Rain первым предложил мексиканский ученый Серхио Веласко. Но производство сорбента оказалось слишком дорогим. В июне 2014 года воронежские ученые испытали зарубежный полимер и приступили к созданию усовершенствованного аналога.

Источник

Сможет ли “Твердая вода”, созданная учеными ВГУ решить проблему засухи?

Приветствуем вас на страницах блога iCover! Дефицит водных ресурсов, провоцирующий засухи – проблема многих стран и регионов планеты. В свою очередь, недостаточная орошаемость почвы – один из ключевых факторов, самым непосредственным образом отражающихся на ее плодородии, качестве и объеме собираемых урожаев. А при полном отсутствии возможностей полноценного и регулярного водоснабжения и полива многие территории с потенциально плодоносными почвами становятся нежизнеспособными.

Кардинально изменить ситуацию предложили ученые факультета химии Воронежского государственного университета. Вместо жидкой воды они предложили использовать специальный водоемкий гранулированный сорбент, который можно вносить в почву вместе с удобрениями. По мере высыхания почвы гранулы начинают отдавать воду в почву до нужного уровня насыщения. Внедрение технологии ”Твердая вода”, по убеждению авторов разработки, позволит вдвое сократить затраты на орошение и объем воды, достаточный для выращивания сельскохозяйственных культур.

Исследования проводятся под руководством ученых Воронежского государственного университета кафедры аналитической химии (под руководством профессора В. Селеменева) и кафедры общей и неорганической химии (под руководством профессора В. Семенова). Инициатор и руководитель проекта – ректор ВУЗа –Д. Ендовицкий.

Идея предложенная воронежскими специалистами имеет свою историю. Первым предложил подобную технологию, названную тогда “Solid Rain” был мексиканский ученый Серхио Веласко. При всей своей эффективности стоимость такого решения оказывалась очень высока, что определило нецелесообразность ее практического применения. Проанализировав ограничения этой и других существующих технологий ученые предложили использовать собственные методики, которые позволили получить недорогой продукт, способный решить проблему эффективного орошения на качественно новом уровне.

Как это работает

Препарат представляет собой компактные, небольшие по размеру гранулы, килограмм которых способен аккумулировать до 500 литров воды. При этом объем самих гранул увеличивается в 100 раз. Действие сорбента основано на свойствах воды. Попадая в матрицу полимера, вода образует связи с ее стенками, приобретая структур льда и закрепляясь в сорбенте. Именно это качество легло в основу названия продукта ”Твердая вода”. При понижении уровня влажности почвы вокруг гранул ниже определенного уровня связи с матрицей рвутся и структура жидкости меняется, что позволяет ей высвобождаться в почву.

Для начала орошения поле ”засевается” сорбентом и обильно поливается водой. После этого сорбент начинает работать в автоматическом режиме, обеспечивая требуемый для растений уровень влажности. При опускании уровня ниже порогового значения гранулы отдают в почву недостающее количество воды. При дожде они, напротив, добирают воду до максимума своих возможностей. По свидетельству ученых однократного заполнения полимера водой может быть вполне достаточно для обеспечения почвы достаточным количеством влаги в течение всего вегетационного периода. Колоссальный плюс в том, что гранулы, предложенные учеными не вымываются из почвы, что позволяет эффективно использовать их в нужном режиме от 5 до 10 лет подряд.

“Количество сорбента, вносимого в почву определяется типом выращиваемых на ней растений и их потребностями в воде” – объяснил профессор Владимир Селеменев.

Преимущество отечественной разработки

Разработка ученых Воронежского университета, по их убеждению, превосходит существующие зарубежные аналоги. Первое существенное преимущество – почти вдвое меньшая стоимость продукта. Если конкретнее, себестоимость 1кг ”воронежской” твердой воды обойдется в $10-12, в то время как цена лучших зарубежных образцов стартует от $20 и выше.

Не менее существенное преимущество – способность сорбента накапливать из почвы не только воду, но и водорастворимые удобрения и микроэлементы, что позволяет эффективно насыщать корневую систему растений питательными веществами. При этом заболачиваемость и засаливание почвы – частые спутники традиционного полива, при внесении гранул сводятся к минимуму.

Одна из инноваций, привнесенная учеными Воронежского университета – способность их сорбента не распадаться зимой. Это позволяет исключить сезонное удаление “твердой воды” из почвы, что для многих российских регионов с суровым климатом приобретает особое значение.

Ключевое преимущество технологии ”твердая вода” – ее экономическая эффективность, значительно превышающая эффективность капельного полива. Ученые подсчитали, что применение сорбента позволяет снизить объем потребляемой влаги, достаточной для оптимального увлажнения почвы, в сравнении с объемом, расходуемым при традиционным поливом на 50%. Способствует снижению экономических затрат и тот факт, что средства защиты растений и водорастворимые удобрения не вымываются из почвы.

Полевые испытания прототипа были проведены на опытных участках ВГАУ им. императора Петра I под руководством профессора Алексея Лукина.

“Твердая вода”, по мнению ученых, — незаменимое средство при выращивании сельскохозяйственных культур в засушливых регионах. Такими регионами, к примеру, могут стать юг Воронежской области, Волгоградская и Астраханская области и др. Если прогнозы ученых оправдаются, то ценность разработки, вполне возможно, сможет выйти за рамки, как перечисленных регионов, так и страны в целом.

Уважаемые читатели, мы всегда с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах нашего блога. Мы готовы и дальше делиться с вами самыми свежими новостями, обзорными статьями и другими публикациями и постараемся сделать все возможное для того, чтобы проведенное с нами время было для вас полезным. И, конечно, не забывайте подписываться на наши рубрики.

Источник

Твёрдая вода и её свойства

Всем привет! Мы, как всегда, очень рады видеть вас на нашем канале! Предлагаем вашему вниманию очередную увлекательно-познавательную статью о поистине уникальном веществе, не имеющем аналогов – воде. Подписаться на наш канал, и тогда вам будет проще отслеживать появление новых интересных публикаций.

Лёд – это твёрдое состояние воды

Вода окружает нас повсюду: в природе, быту, на производстве. Словом, никому не нужно объяснять, что это такое. Однако попробуйте задать вопрос любому человеку: «Что такое вода?». Наверняка все ваши респонденты ответят на него одинаково: «Жидкость».

На самом же деле жидкость – это лишь одно из трёх агрегатных состояний, в которых может пребывать это поистине удивительное вещество. В данной статье объектом нашего обсуждения станет лёд – твёрдая вода или твёрдое состояние воды.

Последняя превращается в лёд при температуре 0оС. Впрочем, температура кристаллизации морской воды несколько ниже. Понятно, что солёность разных морей-океанов не одинакова, а потому, говоря о температуре кристаллизации морской воды, принято пользоваться средним показателем, равным – 1,9оС.

Значимость льда

Вряд ли кому-то нужно доказывать важность воды не только в жизни людей, но и планеты в целом. Но обычно в данном контексте речь практически всегда идёт о воде, пребывающей в жидком состоянии. Между тем, значение льда в этом плане тоже очень велико.

• Основной запас пресной.
• Вода на нашей планете сохраняется именно в твёрдом состоянии.
• Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, поэтому он находится на поверхности природных водоёмов, выполняя функцию «плавучего экрана». Он защищает реки, озёра, пруды от полного промерзания, тем самым сохраняя жизнь их обитателям.
• Большую роль играет лёд и в жизни людей. Так, к примеру, его используют при охлаждении и хранении пищевых продуктов, а также с его помощью сохраняют биологические и медицинские препараты.

Ну и, конечно, лёд, расположенный на Южном и Северном полюсах, оказывает колоссальное воздействие на климат Земли. Неслучайно учёные во всём мире крайне озабочены таянием арктических и антарктических льдов, предрекая, если оно не остановится, катастрофы глобального масштаба.

Впрочем, все мы не раз наблюдали, какие беды может причинять вода в твёрдом состоянии (лёд, снег, град). Сколько проблем приносит гололедица! Каждую зиму она «отправляет» в больницы тысячи травмированных людей. А обледенение проводов, которое приводит к их обрыву, в результате чего объекты разного назначения остаются без электроснабжения!

Свойства льда

По своей кристаллической структуре природный лёд весьма напоминает алмаз, поскольку каждая молекула воды окружены четырьмя другими, которые расположены на одинаковых расстояниях в вершинах правильного тетраэдра.

Пожалуй, самым необычным свойством твёрдой воды является поразительное многообразие её внешних проявлений. Имея одну и ту же кристаллическую структуру, она может иметь разную форму.

Согласитесь, что прозрачные градины и сосульки, пушистые снежинки и иней, айсберги и материковые ледники мало похожи друг на друга. Но при этом во всех перечисленных примерах речь идёт о твердой воде, обладающей одинаковыми свойствами.

• Вода меняет жидкое состояние на твёрдое, то есть превращается в лёд, при температуре 0оС.
• При замерзании вода увеличивается в объёме, тогда как другие вещества ведут себя кардинально иначе, сжимаясь при снижении температуры. Это важно знать, иначе можно остаться в новогоднюю ночь без шампанского, выставив его для быстрого охлаждения, к примеру, на неотапливаемую лоджию в морозную погоду. Даже не сомневайтесь, вода, содержащаяся в вине, замёрзнет, расширится в объёме и непременно разорвёт бутылку. Оно вам надо?
• А дальше вода опять ведёт себя нелогично: превратившись в лёд, она вдруг вспоминает, что является «порядочным» веществом! Это проявляется тем, что при дальнейшем понижении температуры лёд начинает сжиматься, в результате чего нередко образуются трещины.
• Достаточно часто дети задают вопрос: «Почему лёд не тонет в воде?». Как на него отвечать? Ну, во-первых, лёд имеет меньшую плотность. А, во-вторых, в нём всегда находится много пузырьков воздуха, которые тоже, в свою очередь, повышают плавучесть льда.

А ещё при замерзании вода выделяет некоторое количество растворённых в ней газов и солей. Считается, что полученный лёд вообще не содержит посторонних примесей, а при переходе его в жидкое состояние якобы получается вода по всем свойствам сопоставимая с природной талой водой.

Вряд ли это так, а потому не ст о ит тратить время на сомнительные эксперименты по самостоятельной очистке воды. Нужно просто как можно скорее заказать фильтр под мойку нашего производства. Тогда у вас всегда будет питьевая вода, которая является таковой не по статусу, а по сути!

Ждём ваших комментариев и лайков, за которые заранее благодарны!

Источник

Ученые ВГУ разработали «твердую воду» для борьбы с засухой

ВОРОНЕЖ, 16 ноя — РИА Новости. Ученые Воронежского государственного университета разработали «твердую воду» — специальный сорбент, который можно вносить в почву вместо обычного полива на землях с засушливым климатом, сообщает во вторник российский вуз.

Засушливый климат — проблема как Воронежской области, так и многих других регионов России. Слабая орошаемость почвы существенно влияет на плодородность земель и сельскохозяйственных угодий.

«Химики Воронежского государственного университета предложили… вместо обычного полива вносить в почву специальный сорбент. Впитавшие воду гранулы будут отдавать влагу растениям», — говорится в сообщении. Таким образом, значительно сокращаются затраты воды, необходимые на орошение.

Препарат представляет собой небольшие по размеру гранулы, 1 килограмм которых способен поглощать в себя около 500 литров воды, при этом сами гранулы увеличиваются примерно в 100 раз. Действие сорбента основано на свойствах воды. Вода попадает в матрицу полимера, образуя связи с ее стенками, и приобретает структуру льда, что позволяет ей закрепляться в сорбенте. Именно поэтому полимер носит название «твердая вода». Когда уровень влажности вокруг гранулы понижается, связи с матрицей рвутся, меняется структура жидкости, из-за чего она поступает в почву.

Как отмечает вуз, преимуществом сорбента типа «твердая вода» по сравнению с обычным капельным поливом является «экономическая эффективность его применения».

«При использовании полимера сокращается потребление влаги при поливе растений, частота полива и объем воды более чем на 50%. Кроме того, водорастворимые удобрения, средства защиты растений, поглощенные полимером, не вымываются из почвы, что сокращает экономические затраты», — информирует ВГУ.

Разработка ВГУ имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогами.

«Благодаря новому способу получения сорбента, которого добились в вузе, стоимость «твердой воды» будет значительно ниже, чем у аналогов — всего 10-12 долларов за килограмм, в то время как стоимость зарубежного препарата достигает до 20 долларов и выше», — отмечает ВГУ.

К тому же, разработка российских ученых способна поглощать из почвы не только воду, но и микроэлементы и водорастворимые удобрения. Таким образом, при поглощении влаги из сорбента корни растений могут насыщаться и питательными веществами. Гранулы сорбента не распадаются зимой, поэтому их не нужно удалять с полей в холодное время года.

ВГУ является одним из крупнейших вузов России. Он включает в себя 18 факультетов, на которых обучаются более 20 тысяч студентов, в том числе — из 75 субъектов РФ.

Источник