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पौधों द्वारा उठाए गए कार्बन नैनोट्यूब को मापना

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कार्बन नैनोट्यूब छोटे होते हैं। वे एक मानव बाल की चौड़ाई से सौ हजार गुना छोटे हो सकते हैं। लेकिन उनमें बड़ी क्षमता है।

कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग करके निर्मित उत्पादों में कंक्रीट, खेल के सामान, पवन टर्बाइन और लिथियम बैटरी शामिल हैं।

कार्बन नैनोट्यूब के संभावित उपयोग कृषि, बायोमेडिसिन और अंतरिक्ष विज्ञान जैसे विभिन्न क्षेत्रों में विस्तार कर सकते हैं।

लेकिन जैसा कि हम चीजों को बनाने के लिए अधिक कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग करते हैं, हम इस संभावना को भी बढ़ाते हैं कि ये नैनोट्यूब विभिन्न वातावरण और पारिस्थितिक तंत्र में प्रवेश करते हैं।

अमेरिका के मृदा विज्ञान सोसाइटी के सदस्य यू यांग कहते हैं, "यह समझना महत्वपूर्ण है कि कार्बन नैनोट्यूब इन वातावरण में कैसे व्यवहार करते हैं"।

एक नए अध्ययन में, यांग और उनके सहयोगियों ने पौधों के ऊतकों में एक विशिष्ट प्रकार के कार्बन नैनोट्यूब के स्तर को मापने का तरीका बताया। उनका शोध हाल ही में प्रकाशित हुआ था पर्यावरण गुणवत्ता की पत्रिका.

कार्बन नैनोट्यूब कृषि क्षेत्रों और खाद्य उत्पादों में अपना रास्ता बना सकते हैं। वहां, वे मानव और पर्यावरणीय स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा कर सकते हैं।

"जानते हुए कि पर्यावरण में कार्बन नैनोट्यूब को कैसे मापना है, यह उनके पर्यावरणीय भाग्य और प्रभावों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है," यांग कहते हैं।

पर्यावरण में नैनोट्यूब की नकल करने के लिए, यांग और उनके सहयोगियों ने कार्बन नैनोट्यूब की उपस्थिति में हाइड्रोपोनिक लेट्यूस में वृद्धि की। तब उन्होंने कार्बन नैनोट्यूब के निशान के लिए लेटस पत्तियों का विश्लेषण किया।

यांग ने पाया कि यह विधि पत्तियों के पौधों, तनों और लेटिष पौधों की जड़ों में कम मात्रा में कार्बन नैनोट्यूब का पता लगा सकती है।

"हमने पर्यावरण में कार्बन नैनोमैटेरियल्स की मात्रा निर्धारित करने के चुनौतीपूर्ण मुद्दे को संबोधित करने के लिए एक विधि विकसित की है," यांग कहते हैं। "ये निष्कर्ष प्राकृतिक वातावरण में कार्बन नैनोट्यूब के स्थायी अनुप्रयोग का मार्गदर्शन करने में मदद कर सकते हैं।"

वातावरण में कार्बन नैनोट्यूब को मापने में चुनौती यह है कि वे कार्बन से बने होते हैं। पृथ्वी पर सभी जीवित चीजें - जिनमें मानव और पौधे शामिल हैं - एक प्रमुख निर्माण खंड के रूप में कार्बन है।

यांग और उनके सहयोगियों का कार्य कार्बन नैनोट्यूब में कार्बन से जीवित सामग्री में कार्बन के बीच अंतर करना था।

छत्ते के पैटर्न में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत को ग्राफीन कहा जाता है। एक कार्बन नैनोट्यूब एक छोटे से सिलेंडर में रोल किए गए ग्राफीन की एक शीट है।

ग्राफीन की एक शीट से बने कार्बन नैनोट्यूब को एकल-दीवार वाले नैनोट्यूब कहा जाता है। दूसरों के भीतर कई ट्यूब बिछाने से बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन होता है।

वैज्ञानिक कार्बन नैनोट्यूब में विभिन्न अणुओं को जोड़ सकते हैं। इन अणुओं को जोड़ने से उनकी विशेषताएं बदल सकती हैं। उदाहरण के लिए, वे सॉल्वैंट्स में अधिक आसानी से घुल सकते हैं।

"अणुओं के साथ कार्बन नैनोट्यूब को नैनोकम्पोजिट, बायोमेडिसिन और रासायनिक या जैविक जांच के निर्माण में इस्तेमाल किया जा सकता है," यांग कहते हैं।

पिछले शोध में, यांग के समूह ने पौधों में बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब की मात्रा निर्धारित की। लेकिन किसी ने भी नहीं मापा था कि इस तरह के कार्बन नैनोट्यूब को पौधों में जोड़ा जाने वाला एक विशिष्ट अणु है या नहीं।

शोधकर्ताओं ने प्रोग्राम्ड थर्मल एनालिसिस नामक एक तकनीक का इस्तेमाल किया। इस दृष्टिकोण में, सामग्री को अलग-अलग वातावरण में नियंत्रित तरीके से गरम किया जाता है - उदाहरण के लिए प्लस या माइनस ऑक्सीजन।

विभिन्न वातावरणों में गर्म होने के लिए विभिन्न सामग्रियां कैसे प्रतिक्रिया करती हैं, इन सामग्रियों के बारे में बड़े सुराग प्रदान कर सकते हैं।

यांग और उनके सहयोगियों ने पाया कि वे नैनोट्यूब में कार्बन का पता लगाने के लिए प्रोग्राम किए गए थर्मल विश्लेषण का उपयोग कर सकते हैं। इन आंकड़ों का उपयोग करके, वे पौधों में कार्बन से कार्बन नैनोट्यूब में कार्बन के अलावा भी बता सकते हैं।

थर्मल विश्लेषण का उपयोग करके पौधों में इस तरह के कार्बन नैनोट्यूब के स्तर को मापने के लिए यह पहला अध्ययन है। "यह पर्यावरण में कार्बन नैनोट्यूब भाग्य को समझने और संभावित मानव जोखिम का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है," यांग कहते हैं।

यांग अब पर्यावरण में कार्बन नैनोट्यूब की भी थोड़ी मात्रा का पता लगाने पर काम कर रहा है।

"हम कार्बन नैनोट्यूब को अलग-अलग अणुओं के साथ मापने की कोशिश करना चाहते हैं," यांग कहते हैं। उन्होंने लेट्यूस प्लांट्स से परे परीक्षण सामग्री का विस्तार करने की भी योजना बनाई है। "हम विभिन्न वातावरणों में इस दृष्टिकोण का परीक्षण करना चाहते हैं।"

अंत में, लक्ष्य कार्बन नैनोट्यूब के अनुप्रयोग को आगे बढ़ाना है। "पर्यावरण में कार्बन नैनोट्यूब को सटीक रूप से मापने में सक्षम होने के नाते, उनके स्थायी उपयोग को बढ़ावा दे सकता है," यांग कहते हैं।

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यू यांग नेवादा-रेनो विश्वविद्यालय में एक शोधकर्ता हैं। इस काम को नेशनल साइंस फाउंडेशन का समर्थन प्राप्त था।

स्रोत: https://bioengineer.org/measuring-carbon-nanotubes-taken-up-by-plants/

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