विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, दुनिया भर में लगभग 785 मिलियन लोगों के पास पीने के पानी के स्वच्छ स्रोत की कमी है। पृथ्वी पर पानी की विशाल मात्रा के बावजूद, इसमें से अधिकांश समुद्री जल है और मीठे पानी का कुल पानी का केवल 2.5% हिस्सा है। स्वच्छ पेयजल उपलब्ध कराने का एक तरीका समुद्री जल का विलवणीकरण करना है। कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ सिविल इंजीनियरिंग एंड बिल्डिंग टेक्नोलॉजी (केआईसीटी) ने झिल्ली आसवन प्रक्रिया द्वारा समुद्री जल को पीने के पानी में बदलने के लिए एक स्थिर प्रदर्शन इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली के विकास की घोषणा की है।
झिल्ली आसवन में झिल्ली गीलापन सबसे चुनौतीपूर्ण मुद्दा है। यदि झिल्ली आसवन ऑपरेशन के दौरान एक झिल्ली गीलापन प्रदर्शित करती है, तो झिल्ली को बदला जाना चाहिए। प्रगतिशील झिल्ली गीलापन विशेष रूप से दीर्घकालिक संचालन के लिए देखा गया है। यदि एक झिल्ली पूरी तरह से गीली हो जाती है, तो झिल्ली अक्षम झिल्ली आसवन प्रदर्शन की ओर ले जाती है, क्योंकि झिल्ली के माध्यम से फ़ीड प्रवाह निम्न-गुणवत्ता वाले परमिट की ओर जाता है।
डॉ. युंचुल वू के नेतृत्व में केआईसीटी में एक शोध दल ने वैकल्पिक नैनो-प्रौद्योगिकी द्वारा निर्मित सह-अक्षीय इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली विकसित की है, जो इलेक्ट्रोस्पिनिंग है। यह नई विलवणीकरण तकनीक दिखाती है कि इसमें दुनिया की मीठे पानी की कमी को हल करने में मदद करने की क्षमता है। विकसित तकनीक गीलेपन के मुद्दों को रोक सकती है और झिल्ली आसवन प्रक्रिया में दीर्घकालिक स्थिरता में भी सुधार कर सकती है। उच्च सतह खुरदरापन और इसलिए बेहतर हाइड्रोफोबिसिटी के लिए झिल्लियों में नैनोफाइबर द्वारा एक त्रि-आयामी पदानुक्रमित संरचना बनाई जानी चाहिए।
सह-अक्षीय इलेक्ट्रोस्पिनिंग तकनीक त्रि-आयामी पदानुक्रमित संरचनाओं के साथ झिल्ली बनाने के लिए सबसे अनुकूल और सरल विकल्पों में से एक है। डॉ वू की शोध टीम ने पॉली (विनाइलिडीन फ्लोराइड-को-हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन) को कोर के रूप में और सिलिका एयरजेल को पॉलीमर की कम सांद्रता के साथ मिश्रित करके एक सह-अक्षीय मिश्रित झिल्ली का उत्पादन करने और एक सुपरहाइड्रोफोबिक झिल्ली सतह प्राप्त करने के लिए उपयोग किया। वास्तव में, सिलिका एयरजेल ने पारंपरिक पॉलिमर की तुलना में बहुत कम तापीय चालकता का प्रदर्शन किया, जिसके कारण प्रवाहकीय गर्मी के नुकसान में कमी के कारण झिल्ली आसवन प्रक्रिया के दौरान जल वाष्प प्रवाह में वृद्धि हुई।
झिल्ली आसवन अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली का उपयोग करने वाले अधिकांश अध्ययन 50 घंटे से कम समय तक संचालित होते हैं, हालांकि उन्होंने उच्च जल वाष्प प्रवाह प्रदर्शन का प्रदर्शन किया। इसके विपरीत, डॉ। वू की शोध टीम ने 30 दिनों के लिए गढ़े हुए सह-अक्षीय इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली का उपयोग करके झिल्ली आसवन प्रक्रिया को लागू किया, जो कि 1 महीने है।
सह-अक्षीय इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली ने 99.99 महीने के लिए 1% नमक अस्वीकृति का प्रदर्शन किया। परिणामों के आधार पर, झिल्ली अपने कम स्लाइडिंग कोण और तापीय चालकता गुणों के कारण, गीला और दूषण के मुद्दों के बिना अच्छी तरह से संचालित होती है। तापमान ध्रुवीकरण झिल्ली आसवन में महत्वपूर्ण कमियों में से एक है। यह प्रवाहकीय गर्मी के नुकसान के कारण झिल्ली आसवन संचालन के दौरान जल वाष्प प्रवाह प्रदर्शन को कम कर सकता है। झिल्ली लंबी अवधि के झिल्ली आसवन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है क्योंकि इसमें कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं जैसे, कम स्लाइडिंग कोण, कम तापीय चालकता, तापमान ध्रुवीकरण से बचना, और सुपर-संतृप्त उच्च जल वाष्प प्रवाह प्रदर्शन को बनाए रखते हुए गीलापन और दूषण की समस्याओं को कम करना।
डॉ वू की शोध टीम ने नोट किया कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध झिल्ली आसवन प्रक्रिया में उच्च जल वाष्प प्रवाह प्रदर्शन की तुलना में स्थिर प्रक्रिया होना अधिक महत्वपूर्ण है। डॉ वू ने कहा कि "सह-अक्षीय इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर झिल्ली में गीलेपन के मुद्दों से पीड़ित बिना समुद्री जल समाधान के उपचार के लिए मजबूत क्षमता है और पायलट-स्केल और रीयल-स्केल झिल्ली आसवन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त झिल्ली हो सकती है।"
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कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ सिविल इंजीनियरिंग एंड बिल्डिंग टेक्नोलॉजी (केआईसीटी) एक सरकार प्रायोजित अनुसंधान संस्थान है जो निर्माण और राष्ट्रीय भूमि प्रबंधन के क्षेत्र में स्रोत और व्यावहारिक प्रौद्योगिकी विकसित करके कोरिया के निर्माण उद्योग और राष्ट्रीय आर्थिक विकास के विकास में योगदान करने के लिए स्थापित है।
इस शोध को KICT, कोरिया गणराज्य के एक आंतरिक अनुदान (२०२००५४३-००१) द्वारा समर्थित किया गया था। इस परियोजना के परिणाम अंतरराष्ट्रीय जर्नल में प्रकाशित हुए थे, जर्नल ऑफ मेम्ब्रेन साइंस, अप्रैल २०२१ में बहुलक विज्ञान के क्षेत्र में एक प्रसिद्ध अंतरराष्ट्रीय पत्रिका (आईएफ: ७.१८३ और जेसीआर श्रेणी की रैंक #३)।
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स्रोत: https://bioengineer.org/making-seawater-drinkable-in-minutes/
