聚丙烯酰胺-壳聚糖-CaCl2气凝胶在沙土中的大气水灌溉与植物促生作用研究

本文推荐：研究团队开发了一种聚丙烯酰胺-壳聚糖-CaCl2（PAM-CS-CaCl2）气凝胶，通过绿色合成技术整合吸湿性盐（CaCl2）与生物聚合物，实现大气水捕获（SAWH技术）与土壤自主灌溉的双重功能。该材料在90% RH下吸湿容量达3.76 g/g，且无需外部能源设备，为干旱地区土壤改良与农业节水提供了低成本、可持续的解决方案。

　　

亮点

本研究开发的聚丙烯酰胺-壳聚糖-CaCl₂（PAM-CS-CaCl₂）气凝胶兼具大气水分捕获与缓释功能，为荒漠化防治和干旱区水资源短缺提供了双功能解决方案。其被动吸湿机制（90% RH下吸水量达3.76 g/g）显著降低了对高耗能灌溉系统的依赖。在模拟干旱条件（20% RH, 40°C）下，该材料仍表现出卓越的保水性能。

材料

壳聚糖（CS，脱乙酰度≥95%）购自上海麦克林生化有限公司，丙烯酰胺（AM）、无水CaCl₂等试剂购自成都科隆化学公司。沙土样本采自四川若尔盖退化草原。

PAM-CS-CaCl₂气凝胶表征

FTIR光谱分析显示（图1a），PAM的N-H键伸缩振动峰位于3459 cm^?1，CS的羟基峰集中在3456 cm^?1。材料通过CaCl₂替代传统吸湿剂LiCl，在保持高吸湿性同时降低成本。

结论

该气凝胶可直接施用于沙土，通过毛细作用自主释放水分，形成"材料-土壤"闭环系统，避免了传统大气集水（AWH）技术对复杂设备的依赖，为干旱区生态修复提供了新范式。