জল নিরাপত্তা আজকের সমাজের অন্যতম প্রধান চ্যালেঞ্জ, এবং এই কারণে, দক্ষ এবং শক্তি-সাশ্রয়ী জল পরিশোধন প্রযুক্তি বিকাশ করা প্রয়োজন।
ন্যানোফিল্ট্রেশন (এনএফ) হল একটি নতুন চাপ-চালিত ঝিল্লি প্রযুক্তি যা কম শক্তি খরচের সাথে মাল্টিভ্যালেন্ট আয়ন এবং ছোট আণবিক জৈব পদার্থকে সরিয়ে দেয় এবং পানীয় জলের উত্পাদন, পৌরসভার জল এবং শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
পলিমাইড ন্যানোফিল্ট্রেশন মেমব্রেন 1970 এর দশকের শেষের দিক থেকে বাজারে নেতৃস্থানীয় পণ্য। তাদের পাতলা ফিল্ম যৌগিক কাঠামো একটি ছিদ্রযুক্ত সমর্থন এবং একটি দ্বি-মাত্রিক (2D) পলিমাইড স্তর নিয়ে গঠিত, যার চমৎকার পারমিয়েশন নির্বাচনযোগ্যতা রয়েছে। যাইহোক, মনোমার ডিজাইন, ন্যানোকম্পোজিট এবং উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির উন্নতির মাধ্যমে কিছু অগ্রগতি হওয়া সত্ত্বেও, পলিমাইড ঝিল্লির জলের ব্যাপ্তিযোগ্যতা এখনও তুলনামূলকভাবে কম, তাদের বিস্তৃত শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে সীমিত করে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ন্যানোস্কেল টুরিং স্ট্রাকচার এবং কুঁচকানো পৃষ্ঠগুলির মতো নতুন ডিজাইনগুলি পরিস্রাবণ এলাকাকে প্রসারিত করেছে, তবে সেগুলি মূলত 2D ঝিল্লির বিবর্তন। ভবিষ্যতে, জল বিশুদ্ধকরণের ক্ষেত্রে উদ্ভাবনী সমাধান প্রদানের জন্য প্রক্রিয়াকরণ এবং কাঠামোর মধ্যে সম্পর্ক গভীরভাবে বোঝার সাথে সাথে বিচ্ছেদ কার্যকারিতা আরও উন্নত করতে বিঘ্নিত নতুন কাঠামো তৈরি করা প্রয়োজন।
এখানে, তিয়ানজিন পলিটেকনিক ইউনিভার্সিটির গবেষক উ চুনরুই, ঘরের তাপমাত্রায় তেল-জলের ইন্টারফেসে দুটি ছোট অণুর দ্রুত স্ব-সমাবেশের মাধ্যমে একটি বৃহৎ-ক্ষেত্রের মিশ্র-মাত্রিক পলিমাইড ঝিল্লির প্রস্তুতির কথা জানিয়েছেন।
ঝিল্লির একটি অনন্য স্তরবিন্যাস কাঠামো রয়েছে যা দ্বি-মাত্রিক ন্যানোমেমব্রেনের পৃষ্ঠে জন্মানো এক-মাত্রিক ন্যানোটিউবগুলির সমন্বয়ে গঠিত। এই উদ্ভাবনী কাঠামোটি প্রতি ইউনিট প্রক্ষিপ্ত এলাকায় কার্যকর জল পরিবহন এলাকাকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, যার ফলে ঝিল্লির জল-লবণ পৃথকীকরণ কার্যক্ষমতা বর্তমানে উপলব্ধ সবচেয়ে উন্নত ঝিল্লি উপকরণগুলির থেকে অনেক বেশি উন্নত।
আণবিক গতিবিদ্যা সিমুলেশনের সাথে মিলিত নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষার মাধ্যমে, লেখকরা দেখতে পান যে দুটি মনোমার অণু প্রতিক্রিয়ার শুরুতে একটি দ্বি-মাত্রিক ন্যানোপোর নেটওয়ার্কে স্বতঃস্ফূর্তভাবে সংগঠিত হয়েছিল এবং ন্যানোটিউবগুলির ঊর্ধ্বগামী বৃদ্ধি ন্যানোপোরসের মধ্যে কৈশিক ক্রিয়া দ্বারা চালিত হয়েছিল।
চিত্র: একটি NoN কাঠামো সহ একটি মিশ্র-মাত্রিক পলিমাইড ঝিল্লির পরিকল্পিত চিত্র, একটি প্ল্যানার দ্বি-মাত্রিক পলিমাইড ঝিল্লির সাথে পাশাপাশি তুলনা করা হয়েছে
এই অধ্যয়নটি মূল্যবান অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে যে কীভাবে আন্তঃফেসিয়াল শারীরিক এবং রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়াগুলি পরিবেষ্টিত পরিস্থিতিতে বৃহৎ আকারের জটিল স্তরবিন্যাস ন্যানোস্ট্রাকচারে অণুগুলিকে স্ব-একত্রিত করে এবং স্কেলেবল মিশ্র-মাত্রিক জল পরিশোধন ঝিল্লির বিকাশের জন্য নতুন পথ খুলে দেয়। সম্পর্কিত ফলাফল নেচার ওয়াটারে দ্রুত জলীয় ন্যানোফিল্ট্রেশনের জন্য বড়-এরিয়া মিশ্র-মাত্রিক পলিমাইড ঝিল্লির ইন্টারফেসিয়াল স্ব-সংগঠন শিরোনামে প্রকাশিত হয়েছিল, যার প্রথম লেখক হিসাবে সি-হুয়া লিউ।
সারাংশ: এখানে, আমরা এক ধাপে মিশ্র-মাত্রিক পলিমাইড ঝিল্লির বৃহৎ আকারের বানোয়াট অর্জনের জন্য সফলভাবে একটি ইন্টারফেসিয়াল পলিকনডেনসেশন পদ্ধতি ব্যবহার করেছি। অনন্য NoN স্থাপত্য শক্তি-দক্ষ NF ঝিল্লির জন্য পথ তৈরি করে যা উচ্চতর জলের ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং জল-লবণ নির্বাচনীতা প্রদর্শন করে। এই বানোয়াট প্রক্রিয়াটি রোল-টু-রোল আবরণ ব্যবহার করে সহজেই স্কেল করা যেতে পারে এবং পানীয় জল উত্পাদনের পাশাপাশি পৌরসভা এবং শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ ব্যবহারিক প্রয়োগ রয়েছে। এই কাজ থেকে প্রাপ্ত তাত্ত্বিক অন্তর্দৃষ্টি ইন্টারফেসিয়াল পলিকনডেনসেশনের জটিলতা প্রকাশ করে, বিশেষত ইন্টারফেসিয়াল শারীরিক এবং রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যে আন্তঃপ্রক্রিয়াকে কাজে লাগানোর ক্ষেত্রে। লেখকরা বিশ্বাস করেন যে এই ফলাফলগুলি জল সুরক্ষার জন্য উন্নত ন্যানোফ্যাব্রিকেশন প্রযুক্তির বিকাশের জন্য অনুপ্রেরণা প্রদান করে।
