211service.com
Spray som stannar
När bönder sprejar sina åkrar med bekämpningsmedel eller apelsinodlare sprayar vatten på sina grödor för att förhindra frostskador, fastnar bara cirka 2 procent av sprayen på växterna. Resten av dropparna studsar antingen direkt tillbaka från löven eller blåses bort av vinden. Allt det avfallet kostar pengar och, vid applicering av bekämpningsmedel, bidrar det till förorening av vattendrag och utsätter bönder i onödan för farliga kemikalier. Men ett team av MIT-forskare har hittat ett sätt att fixa det.
En smart kombination av billiga tillsatser gjorde det möjligt för forskarna, ledda av docent i maskinteknik Kripa Varanasi och doktorand Maher Damak, att drastiskt minska mängden vätska som studsar av, vilket potentiellt gjorde det möjligt att använda bara en tiondel så mycket bekämpningsmedel eller annan spray som annars skulle behövas.
Tidigare försök att minska denna droppstudshastighet har förlitat sig på tillsatser som ytaktiva ämnen, tvålliknande kemikalier som minskar ytspänningen på dropparna och får dem att spridas mer. Men tester har visat att detta bara ger en liten förbättring; de snabba dropparna studsar av medan ytspänningen fortfarande förändras, och de ytaktiva medlen gör att sprayen bildar mindre droppar som lättare blåser bort.
Det nya tillvägagångssättet använder två olika typer av polymertillsatser, var och en läggs till en separat del av sprayen. Man ger sin del av lösningen en negativ elektrisk laddning; den andra orsakar en positiv laddning. När två av de motsatt laddade dropparna möts på ett löv bildar de en hydrofil (vattenattraherande) defekt som fastnar på ytan och gör att andra droppar mer benägna att fästa.
Projektet utvecklades i samarbete med MIT Tata Center for Technology and Design, som syftar till att utveckla teknologier som kan gynna samhällen i Indien och i hela utvecklingsvärlden. Besprutning av bekämpningsmedel där görs vanligtvis manuellt med tankar som bärs på jordbrukarnas rygg, och eftersom kostnaden för bekämpningsmedel kan vara en betydande del av en bondes budget, kan en minskning av mängden som går till spillo förbättra den övergripande ekonomin för småskaligt jordbruk. Det skulle också kunna minska mark- och vattenföroreningar och skona bönder för överdriven exponering för spraykemikalierna. Och för dem som sprutar vatten kan det vara betydande att begränsa slöseriet med ofta begränsade sötvattenresurser.
Vi kan använda vanliga sprutor, med två tankar åt gången, och lägga ett material till en tank och det motsatt laddade materialet till den andra, säger Damak. Bonden skulle göra allt som vanligt, bara lägga till våra lösningar.