Biodegradovatelné hydrogely v zemědělství

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F24%3A63583778" target="_blank" >RIV/70883521:28610/24:63583778 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Biodegradovatelné hydrogely v zemědělství

Popis výsledku v původním jazyce

Klimatické změny významně zvyšují frekvenci výskytu sucha a snižují dostupnost vody v půdě, což má negativní dopad na zemědělství, zalesňování a udržitelnost ekosystémů. Tyto změny vedou ke snížení produkční kapacity půdy a zhoršení podmínek pro růst rostlin, a tím vytvářejípotřebu efektivních řešení pro zadržování vody v půdě. Náš výzkum se zaměřuje na vývoj ekologicky šetrných polymerních hydrogelů pro zlepšení schopnosti zadržování vody, s cílem podpořit úspěšnost zalesňovacích procesů, tvorbu agrolesnických systémů a výsadbu užitkových dřevin.Hydrogely jsou vyvíjeny na bázi obnovitelných surovin, jako je celulóza a škrob, a jsou zesíťovány netoxickými organickými kyselinami (vinná, jablečná, jantarová, maleinová a fumarová). Tento přístup kombinuje ekologickou udržitelnost s vysokou funkčností, přičemž klade důraz na minimalizaci environmentálních dopadů a zvýšení biodegradability hydrogelů.Při testování stability hydrogelů připravených z karboxymethylcelulózy (KMC) se ukázalo, žehydrogely zesíťované kyselinami v koncentracích 10–15 % w/w (vztaženo na hmotnost KMC)byly stabilní i po 10 cyklech opakovaného bobtnání a desorpce, s hmotnostním úbytkem mezi23–29 %. Bobtnací poměr těchto hydrogelů se pohyboval v rozmezí 320–2500 %, přičemžpodíl gelové frakce činil 63–78 %. Tento výzkum poskytuje základ pro vývoj vysoce účinných,biologicky rozložitelných hydrogelů pro aplikace v zemědělství a zalesňování.

Název v anglickém jazyce

Biodegradable hydrogels in agriculture

Popis výsledku anglicky

Climate change is significantly increasing the frequency of droughts and reducing the availability of water in the soil, with negative impacts on agriculture, reforestation and ecosystem sustainability. These changes lead to a reduction in the productive capacity of the soil and a deterioration in plant growth conditions, thereby creating the need for effective soil water retention solutions. Our research focuses on the development of environmentally friendly polymeric hydrogels to improve water retention capacity, with the aim of support the success of afforestation processes, agroforestry systems and planting commercial tree planting. The hydrogels are developed based on renewable raw materials such as cellulose and starch and are cross-linked with non-toxic organic acids (tartaric, malic, succinic, maleic and fumaric). This approach combines environmental sustainability with high functionality, while emphasis on minimising environmental impact and increasing the biodegradability of the hydrogels.Stability testing of hydrogels prepared from carboxymethylcellulose (KMC) has shown that hydrogels crosslinked with acids at concentrations of 10-15 % w/w (based on KMC weight) were stable after 10 cycles of repeated swelling and desorption, with a weight loss between 23-29 %. The swelling ratio of these hydrogels ranged from 320-2500 %, with the gel fraction was 63-78 %. This research provides a basis for the development of highly efficient, biodegradable hydrogels for agricultural and reforestation applications.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

10404 - Polymer science

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů