शोधकर्ताओं ने एक नया संकर सतह बनाया है जिसमें कोवैलेंट ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (COF) को हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड (hBN) की दो-आयामी परतों के साथ जोड़ा गया है। COF छिद्रयुक्त होते हैं और बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं, जिससे वे प्रकाश-संचालित (फोटोकैटलिटिक) प्रतिक्रियाओं के लिए उपयुक्त बनते हैं। जब प्रकाश COF पर पड़ता है तो कुछ इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होते हैं और होल बचते हैं; यह विभाजित आवेश रासायनिक प्रतिक्रियाएँ चलाकर प्रदूषकों को तोड़ता है।
Rice टीम ने COF को सीधे hBN फिल्म पर उगाकर एक जुड़ा ढांचा बनाया। इसके लिए उन्होंने दोष इंजीनियरिंग का प्रयोग करते हुए hBN पर सूक्ष्म खरोंचें बनाईं ताकि COF वहां अङ्कित हो और ऊपर बढ़ सके। दोनों सामग्रियों के बीच बने इंटरफ़ेस से फोटो-उत्पन्न इलेक्ट्रॉन और होल भिन्न दिशाओं में निर्देशित होते हैं, जिससे एक साफ करने वाला प्रभाव उत्पन्न होता है और आवेश फँसते नहीं हैं।
प्रयोगशाला में टीम ने ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज प्रवाह-जल रिएक्टर्स का उपयोग कर वास्तविक जल प्रबंधन सेटअप का अनुकरण किया। सामग्री ने बार-बार सफाई चक्रों के दौरान लगातार प्रदर्शन और संरचनात्मक स्थिरता दिखाई। Yifan Zhu ने कहा कि दो सुरक्षित, हल्की सामग्रियों को जोड़कर शक्तिशाली प्रदूषण-निरोधी सतह बनी जो कई अलग प्रदूषकों पर असर करती है और पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाली धातुओं पर निर्भर नहीं करती। Jun Lou ने जोड़ा कि यह कदम सस्ते और व्यावहारिक साफ पानी के समाधान के करीब पहुंचने में मदद करता है।
- अध्ययन में Rice और University of Florida के शोधकर्ता शामिल थे
- अनुसंधान को National Science Foundation, RISING Center और Welch Foundation ने समर्थित किया
कठिन शब्द
- संकर सतह — दो अलग पदार्थों से मिलकर बनी बाहरी परत
- कोवैलेंट ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क — छेदों वाला जाली जैसा आणविक पदार्थ
- हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड — दो-आयामी बनाने वाला बोरॉन और नाइट्रोजन यौगिक
- छिद्रयुक्त — जिसमें छोटे-छोटे छेद या खांचे हों
- दोष इंजीनियरिंग — सामग्री पर जानबूझकर दोष बनाना और उपयोग करना
- इंटरफ़ेस — दो सामग्रियों के मिलन की सतह या सीमा
- प्रवाह-जल रिएक्टर — जल को बहाकर अवशोषण या प्रतिक्रिया कराने वाला उपकरणप्रवाह-जल रिएक्टर्स
- प्रदूषण-निरोधी — प्रदूषक पदार्थों को कम या रोकने वाला
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चर्चा के प्रश्न
- क्या आप सोचते हैं कि दो हल्की सामग्रियों को जोड़कर बनाया गया यह संकर सतह घरेलू या छोटे समुदायों के पानी शोधन में उपयोगी हो सकता है? अपने कारण बताइए।
- बड़े पैमाने पर इस तकनीक को लागू करने में कौन-सी तकनीकी या आर्थिक चुनौतियाँ आ सकती हैं?
- टीम ने कहा कि यह सतह कई अलग प्रदूषकों पर असर करती है और भारी धातुओं पर निर्भर नहीं करती। इससे क्या फायदे हो सकते हैं? उदाहरण दें।
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