IIT Gandhinagar New Analysis | ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી, ગાંધીનગર (IITGN), યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજ અને યુનિવર્સિટી ઓફ બર્મિંગહામના સંશોધકોએ સંયુક્ત રીતે એક પદ્ધતિ વિકસાવી છે. તેમણે એવો દાવો કર્યો છે કે, આ સંશોધનને પગલે ઝેરી ભારે ધાતુઓને અલગ કરવા અને ગંદા પાણીમાંથી મૂલ્યવાન દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો (RREs) મેળવવામાં મદદ મળશે. નેચર પ્રોટોકોલમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસ મુજબ, પ્રોટોકોલ મેટલ-ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક (MOFs) નામના અત્યંત છિદ્રાળુ પદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે.
“આપણે સામાન્ય રીતે તૂટેલા કેમેરા લેન્સ, ઇયરફોન અથવા જૂના ફોનને ફેંકી દઈએ છીએ જે કામ કરવાનું બંધ કરી દીધું હોય અને સમારકામની બહાર હોય. જો કે, આ વસ્તુઓમાં રેર અર્થ એલિમેન્ટ્સ (RREs) હોય છે જેનો ઉપયોગ ચુંબક, સુપરકન્ડક્ટિવિટી, ઓપ્ટિક્સ અને બેટરી વગેરેમાં થાય છે. જ્યારે આવી વસ્તુઓ પાણીનો ભાગ બને છે, ત્યારે REEs ને પુનઃપ્રાપ્ત કરવું મુશ્કેલ બની જાય છે,” IITGN ના મટિરિયલ્સ એન્જિનિયરિંગ વિભાગમાં ચેર પ્રોફેસર અને બાયો નેનો મટિરિયલ્સ ગ્રુપના પ્રિન્સિપલ ઇન્વેસ્ટિગેટર જીબાબેન પટેલ સુપર્બ મિશ્રાએ જણાવ્યું હતું.
બીજી બાજુ, ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓ લીડ, કેડમિયમ, નિકલ અને મેંગેનીઝ જેવી ઝેરી ધાતુઓને પાણીમાં દાખલ કરી શકે છે, તેમણે ઉમેર્યું હતું કે પડકાર આ અનિચ્છનીય અને હાનિકારક ધાતુ પ્રદૂષકોને પાણીમાંથી દૂર કરવાનો અને મૂલ્યવાન REEs ને ફરીથી મેળવવાનો છે.
ફિલ્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે
સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું કે MOF એક મોલેક્યુલર ફિશિંગ નેટ તરીકે કાર્ય કરે છે. તેના અસંખ્ય છિદ્રો એક વિશાળ પકડવાની સપાટી ફેલાવે છે, જ્યારે ખાસ રચાયેલ રાસાયણિક સ્થળો હૂકની જેમ કાર્ય કરે છે જે ચોક્કસ ધાતુઓ સાથે જોડાઈ શકે છે. સંશોધકોએ આ નેટને એવી રીતે ટ્યુન કર્યું છે કે તે પ્રાધાન્યપૂર્વક તે ધાતુઓને ફસાવે છે જે તેઓ શોધી રહ્યા છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, તે લાલ અને લીલા રંગના આરસને ઓળખવા અને ખાસ કરીને વિવિધ રંગોના સેંકડો આરસ ધરાવતી ડોલમાંથી બહાર કાઢવા જેવું છે.
તેમણે જણાવ્યું કે, કેટલાક MOFs માં પ્રતિ ગ્રામ 7,000 ચોરસ મીટર સુધીનો આંતરિક સપાટી વિસ્તાર હોઈ શકે છે. તે સંખ્યાને પરિપ્રેક્ષ્યમાં મૂકવા માટે, એક ગ્રામ પાવડરના નાના ચપટી જેવો દેખાઈ શકે છે, પરંતુ તેની અંદર એક સપાટી વિસ્તાર છે જે આખા ફૂટબોલ મેદાન જેટલો છે. આ વિશાળ આંતરિક સપાટી MOF ને ખૂબ સારા શોષક બનાવે છે.
પ્રોફેસર મિશ્રા સમજાવે છે કે, જ્યારે પરંપરાગત પદ્ધતિઓ જેમ કે વરસાદ, કોગ્યુલેશન અને ફ્લોક્યુલેશન પાણીની સારવાર માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે, ત્યારે તે સામાન્ય રીતે pH પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, શ્રેષ્ઠ નિરાકરણ સાંકડી શ્રેણી સુધી મર્યાદિત હોય છે. વ્યાપક રીતે કહીએ તો, વરસાદ ભારે અશુદ્ધિઓને બહાર નીકળવા દે છે, કોગ્યુલેશન અશુદ્ધિઓને એકસાથે ગંઠાઈ બનાવે છે, અને ફ્લોક્યુલેશન નાના અશુદ્ધિઓના ગંઠાઈઓને અથડામણમાં બનાવે છે અને મોટા ક્લસ્ટરોમાં વૃદ્ધિ પામે છે જેને અલગ કરી શકાય છે.
ઔદ્યોગિક પ્રવાહો, ઉત્પાદન, ખાણકામ અને રાસાયણિક પ્રક્રિયામાંથી છોડવામાં આવે છે. જળાશયોમાં પ્રવેશતા અનેક ધાતુઓ અને દૂષકો જેમ કે જંતુનાશકો, ડિટર્જન્ટ અને કાર્બનિક પ્રદૂષકો ધરાવે છે. નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ અને દૂર કરવા માટે વિશેષ રીતે ડિઝાઇન કરાયેલ MOFs નો ઉપયોગ શોષક તરીકે થઈ શકે છે.
પ્રોટોકોલ જટિલ વાસ્તવિક દુનિયાના દૃશ્યોમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઉદાહરણ તરીકે, તે ગંદા પાણીનો ઉપયોગ કરીને પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું જે આલ્કલાઇન (8.5 થી વધુ pH), ગંદુ અને ઓગળેલા ઘન અશુદ્ધિઓમાં વધુ છે. કૃત્રિમ દરિયાઈ પાણી અને ઈ-કચરામાંથી મેળવેલા નમૂનાઓમાં પણ પદ્ધતિનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ અભ્યાસમાં વિકસિત વર્કફ્લો સમાન શોષક અને અન્ય દૂષણો પર લાગુ કરી શકાય છે, સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું.
આ પણ વાંચો । ગાંધીનગરના ઇતિહાસ સાથે જોડાયેલા ઇન્દ્રોડા કિલ્લાના 11 કરોડ રૂપિયાના રીનોવેશન પ્રોજેક્ટ પર લાગ્યું ગ્રહણ
તેમણે કહ્યું કે, એમઓએફ, અમારા પ્રોટોકોલમાં, નોંધપાત્ર શોષણ ક્ષમતાઓ દર્શાવે છે,” ધ્રુવ મેનન, જેમણે IITGN થી BTech કર્યું હતું અને હાલમાં યુનાઇટેડ કિંગડમની યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજમાં કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ અને બાયોટેકનોલોજી વિભાગમાં ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી છે.
મેનને તેમના પ્રયોગોને ટાંકીને જણાવ્યું કે, એક ગ્રામ કોપર-આધારિત MOF લગભગ અડધો ગ્રામ સીસું (490 mg/g) મેળવી શકે છે, અને કેડમિયમ (264 mg/g) અને મેંગેનીઝ (226 mg/g)માંથી લગભગ એક ક્વાર્ટર ગ્રામ મેળવી શકે છે. દુર્લભ-પૃથ્વી તત્વો માટે, તે લગભગ એક તૃતીયાંશ સામગ્રી મેળવી શકે છે.
ડો મિશ્રા જણાવે છે કે, એવા અભિગમોની જરૂર છે જે એકસાથે અનેક પર્યાવરણીય પડકારોનો ઉકેલ લાવી શકે. અમારું ધ્યાન MOFsના પ્રદર્શનને એન્જીનિયરિંગ કરવા પર હતું જેથી કરીને તેમને પર્યાવરણીય સુધારણા કાર્યક્રમો માટે કામે લગાડવામાં આવે. તેણે કહ્યું કે, તે સમજવું નિર્ણાયક છે કે નિયંત્રિત બેચ પ્રયોગો જટિલ ગંદાપાણીમાં વર્તણૂકોની સંપૂર્ણ આગાહી કરી શકતા નથી. મોટા પાયે ખર્ચ અને જીવન ચક્ર જેવા પરિબળોને જોવાની જરૂર છે. નિયમનકારી પરીક્ષણ.
અભ્યાસમાં સામેલ અન્ય ટીમના સભ્યોમાં પ્રથમેશ ભદાને (પીએચડી, આઈઆઈટીજીએન; પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો, આઈઆઈટી બોમ્બે), પ્રિયા મહતો (ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી, આઈઆઈટીજીએન), પ્રતિક ગોયલ (પીએચડી, આઈઆઈટીજીએન), ડો ઈસેલ્ટ લિન્ચ (પ્રોફેસર, સ્કૂલ ઓફ જીઓગ્રાફી, અર્થ એન્ડ એન્વાયર્નમેન્ટલ સાયન્સ), બીઆરસીબી, યુનિવર્સીટી, યુનિવર્સીટી, ડો. ફેલો, યુનિવર્સિટી ઓફ બર્મિંગહામ).
આ પણ વાંચો । IIT ગાંધીનગરની મોટી સિદ્ધિ: EV, AI અને ટ્રેનો માટે દેશની પ્રથમ સ્વદેશી કૂલિંગ ટેકનોલોજી વિકસાવી