سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
آب عنصری حیاتی است که کمبود آن در مناطق خشک و نیمه خشک گسترش کشت در اراضی مستعد را با محدودیت مواجه می سازد. ایران کشوری کم آب و خشک است. با وجود این، باید دید چطور قدر آب، این مایه حیات را می دانیم...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مهدی رحمانی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ساخت گلدان ابر جاذب آب با استفاده از سلولز

آب عنصری حیاتی است که کمبود آن در مناطق خشک و نیمه خشک گسترش کشت در اراضی مستعد را با محدودیت مواجه می سازد. ایران کشوری کم آب و خشک است. با وجود این، باید دید چطور قدر آب، این مایه حیات را می دانیم.

بخش پروژه های دانش آموزی - مهدی رحمانی

 

 

 

دوازدهمین دوره از پروژه ‌های دانش آموزی تبیان  نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال ‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ‌ها  و ایده ‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ‌ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده ‌های جالب ،علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور،  زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح ‌های جدید شما عزیزان هستیم.

 

نام ایده: ساخت گلدان ابر جاذب آب با استفاده از سلولز

نام ارائه دهنده/دهند گان: مبینا سادات محمودی و صبا یاوری

زمینه و نوع پروژه: محیط زیست

درجه سختی: دشوار

نام مدرسه: دبیرستان فرزانگان 3 تهران

 

مقدمه

 

آب عنصری حیاتی است که کمبود آن در مناطق خشک و نیمه خشک گسترش کشت در اراضی مستعد را با محدودیت مواجه می سازد. ایران کشوری کم آب و خشک است. با وجود این، باید دید چطور قدر آب، این مایه حیات را می دانیم: در حالی که 86 میلیارد متر مکعب در سال است که 80 میلیارد متر مکعب آن در بخش کشاورزی مصرف/کل آب مصرفی در ایران حدود 5 می شود، از این مقدار 65 درصد آن به علت شیوه های غلط و سنتی آبیاری هدر می رود!

كمبود آب در مناطق خشك و نیمـه خشـك، احـداث و توسـعه فضای سبز و گسترش كشت در اراضی مستعد را با محـدودیت مواجه سـاخته اسـت. اعمـال مـدیریت صـحیح و بـه کـارگیری تکنیک‌ های پیشرفته به منظور حفظ ذخیره رطوبتی خاک از جمله اقدامات مؤثر بـرای افـزایش رانـدمان آبیـاری در نتیجـه بهبـود بهره برداری از منابع محدود آب می باشد.

سلولز یکی از فراوان ترین بیوپلمیرهای طبیعی است که طی واکنش با اسید، هیدرولیز شده و ذراتی با ابعاد نانو بر جا می گذارد که بسیار کریستالی، میله ای شکل و آب دوست است. در مقایسه با سایر نانو ذرات، نانو کریستال سلولز ارزان و سازگار با طبیعت بوده و هم چنین چگالی آن پایین است. نسبت طول به دیگر ابعاد در بالا بوده و بسته به ماده اولیه ای که از آن به دست آمده، این نسبت از 30 تا 150 تغییر می کند. در ادامه با توجه به این که از سلولز به دست می آید، در ابتدا ساختار و واکنش های سلولز مورد بررسی قرار می گیرد سپس نحوه تهیه، ساختار، خواص و در انتها کاربرد CN مورد بررسی قرار گرفته است.

سلولز بیوپلیمری زیست تخریب پذیر و فراوان ترین بیوپلیمر موجود در طبیعت است. تخمین زده شده است که هر ساله در طبیعت بین 1010 تا 1011 تن سلولز تولید می شود و مجددا تخریب می شود. سلولز، همی سلولز و لیگنین بیشترین قسمت الیاف گیاهی را تشکیل می دهد. از گذشته های بسیار دور سلولز در صنایع مختلفی مانند کاغذ و پوشاک مورد استفاده قرار می گرفته است در سال های اخیر از سلولز در صنایع پلاستیک و به عنوان افزودنی در صنایع غذایی نیز استفاده فراوانی شده است. 

 ابر جاذب ها مواد بسپاری هستند که می توانند صدها برابر وزن خود آب و محلول های آبی را جذب کنند. بر اساس منشأ یا ساختار ابرجاذب ها را به دو گروه اصلی پایه طبیعی و سنتزی تقسیم می کنند. مواد سوپر جاذب در صورت اخـتلاط بـا بسـترهای کشـت می توانند سبب بهبود بافـت فیزیکـی بسـتر و افـزایش ظرفیـت نگهداری آب سهولت دسترسی ریشه گیاه بـه آب و عناصـر غـذایی و کـاهش اسـترس خشـکی گردند. ذرات هیدروژل سوپرجاذب بدون حل شدن تا رسیدن به حجم تعادلی خود متورم می شوند. اصلاح محیط ریشه گیاه به وسیله پلیمرها نتایجی مانند افزایش نگهداشت آب در محیط رشد گیاه، بهبود بافت خاك، افزایش دور آبیاری، افزایش نفوذ آب و كاهش فرسایش و رواناب و افزایش جوانه زنی و رشد سریع تر را در بر خواهد داشت. سوپر جاذب ها به علت تغییر حجم مداوم میزان هوا در خاک را افزایش می دهند.

 

ساخت گلدان ابر جاذب آب با استفاده از سلولز

امروزه با توجه به نیاز بشر به منابع غذایی بیشتر و منابع آبی محدود محققان به دنبال روشی برای بهینه سازی مصرف آب می باشند که از جمله این روش ها می توان به استفاده از ابرجاذب ها و هیدروژل ها اشاره کرد. مواد ابرجاذب توانایی جذب و نگهداری آب در مدت زمان نسبتا طولانی را دارند و از این رو می توانند به بهبود روش های آبیاری کمک قابل توجهی کنند. با توجه به اینزکه سلولز یک ابرجاذب آب دوست طبیعی بوده و استخراج آن از مواد مختلف به راحتی صورت می گیرد و علاوه بر این ها به محیط زیست آسیبی وارد نمی کند، در این طرح از آن به عنوان ابرجاذب استفاده می شود. نکته دیگر قابل توجه در این طرح امکان نگهداری آب برای زمان های مورد نیاز گیاه و خروج آب از سلولز به مقدار کافی است که می تواند به صورت خودکار تا مدتی آب رسانی گیاه را انجام دهد. و در نتیجه این سازمان بندی گیاه رشد بهتر و سریع تری خواهد داشت.

 

روش

 

در این طرح گلدانی با دو بخش داخلی و خارجی طراحی شد که درون گلدان داخلی انشعباتی از ماده ابرجاذب (سلولز) که توسط لوله های پلاستیکی درون گلدان منتشر می شوند قرار گرفت. و درون آن ها بذر مورد نظر قرار گرفت. در این پژوهش اثر کاربرد پلیمر سوپر جاذب آب در چهار سطح و در دو نوع خاک (لوم رسی وشنی) و با سه رژیم آبیاری به صورت یک طرح کاملا تصادفی فاکتوریل با سه تکرار بر میزان عملکرد، کارایی مصرف آب و برخی شاخص های رشد رویشی خیار گلخانه ای و نیز ذخیره ازت، پتاسیم، آهنک و روی میوه آن، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که استفاده از 4 گرم هیدروژل در هر کیلوگرم خام در یک بافت سبک و در شرایط بدون تنش یا تنش ملایم بهترین عملکرد و کارایی کاربرد آب، کود و کیفیت محصول را در بردارد.

 

مهارت ‌های کسب شده

 

1. روش ایده یابی (بارش مغزی)

2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)

3.  آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز

4.  آشنایی با پروپوزال نویسی

5. آَشنایی با مقاله نویسی

6. آشنایی با تهیه پاورپوینت

7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات

8. آشنایی نحوه فیش برداری

9. مهارت ساخت پوستر علمی

10. مهارت انجام کارگروهی

 

تنظیم کننده: محبوبه همت

 

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین