பயோ இன்ஸ்பைர்டு நூல் மூடுபனியில் இருந்து நீரைச் சேகரிக்கும்

bOR" data-src="5tN" data-sub-html="Morphology of double-strand yarns with varying diameter of (a) ~350 μm, (b) ~450 μm, (c) ~600 μm, and (d) ~900 μm. Credit: <i>Chinese Journal of Polymer Science</i> (2024). DOI: 10.1007/s10118-024-3109-5">

5Ni" alt="வண்டுகள் முதல் பாட்டில்கள் வரை: புதுமையான நூல் மூடுபனியுடன் தாகத்தைத் தணிக்கிறது" title="(a) ~ 350 μm, (b) ~ 450 μm, (c) ~ 600 μm மற்றும் (d) ~ 900 μm ஆகிய விட்டம் கொண்ட இரட்டை இழை நூல்களின் உருவவியல். கடன்: சீன ஜர்னல் ஆஃப் பாலிமர் சயின்ஸ் (2024). DOI: 10.1007/s10118-024-3109-5" width="800" height="481"/>

வறண்ட பகுதிகளில் தண்ணீர் பற்றாக்குறைக்கு புதுமையான தீர்வை வழங்கும் வகையில், மூடுபனியில் இருந்து தண்ணீரை சேகரிக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு உயிரியக்க நூலை விஞ்ஞானிகள் உருவாக்கியுள்ளனர். பாலைவன வண்டுகளில் காணப்படும் மாற்று ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் வடிவங்களைப் பின்பற்றுவதன் மூலம் மற்றும் மைக்ரோ/நானோ அளவிலான ஒரு பரிமாண சிலந்தி பட்டுகளின் நீர்-போக்குவரத்து திறன்களைப் பின்பற்றுவதன் மூலம், இந்த இரட்டை இழை நூல் துளி உருவாக்கத்தை துரிதப்படுத்துகிறது, இது உலகளாவிய நீர் நெருக்கடியைச் சமாளிக்க ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறையை வழங்குகிறது.

தண்ணீர் பற்றாக்குறை என்பது பெருகிய முறையில் அவசரப் பிரச்சினையாக உள்ளது, குறிப்பாக தொலைதூர மற்றும் வறண்ட பகுதிகளில் புதிய தண்ணீருக்கான அணுகல் குறைவாக உள்ளது. வளிமண்டல நீர் சேகரிப்பின் வழக்கமான முறைகள் அதிக ஆற்றல் தேவைகள் அல்லது மெதுவான நீர் வெளியீட்டு செயல்முறைகள் காரணமாக பெரும்பாலும் திறனற்றவை. எவ்வாறாயினும், இயற்கையானது மிகவும் திறமையான நீர் சேகரிக்கும் வழிமுறைகளை உருவாக்கிய உயிரினங்கள் மூலம் தீர்வுகளை வழங்குகிறது. இந்த சவால்களுக்கு விடையிறுக்கும் வகையில், நீர் சேகரிப்பு திறனை மேம்படுத்தக்கூடிய மேம்பட்ட பொருட்களை உருவாக்குவதற்கான தெளிவான தேவை உள்ளது.

இல் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வில் சீன ஜர்னல் ஆஃப் பாலிமர் சயின்ஸ்பெய்ஜிங் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் கிராஃபிக் கம்யூனிகேஷன் மற்றும் பெய்ஹாங் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள், மாற்று ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் பண்புகளைக் கொண்ட இரட்டை இழை நூலை வெளியிட்டனர். பாலைவன வண்டுகள் மற்றும் ஸ்பைடர் பட்டு ஆகியவற்றின் நீர் சேகரிக்கும் திறன்களால் ஈர்க்கப்பட்டு, எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் மற்றும் ட்விஸ்டிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட நூல், நிலையான நீர் ஆதாரங்களுக்கான முக்கியமான தேவையை நிவர்த்தி செய்யும் உயர் திறன் கொண்ட மூடுபனி சேகரிப்புக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஹைட்ரோபோபிக் பாலி வினைலைடின் ஃவுளூரைடு-கோ-ஹெக்ஸாபுளோரோப்ரோபிலீன் (PVDF-HFP) மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் பாலிஅக்ரிலோனிட்ரைல் (PAN) நானோ ஃபைபர்கள் ஆகியவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட இரட்டை இழை நூலின் வளர்ச்சியை ஆராய்ச்சி எடுத்துக்காட்டுகிறது. எலக்ட்ரோஸ்பின்னிங் மற்றும் முறுக்கு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, குழுவினர் நூலை மாற்று ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் பிரிவுகளுடன் வடிவமைத்தனர், இது இயற்கையின் நீர்-அறுவடை வழிமுறைகளைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு கட்டமைப்பை உருவாக்கியது.

ஹைட்ரோபோபிக் பிரிவுகள் விரைவான நீர் துளி குவிப்பை ஊக்குவிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரோஃபிலிக் பிரிவுகள் இந்த நீர்த்துளிகளின் போக்குவரத்தை மேம்படுத்துகின்றன, இது விரைவான ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் சேகரிப்பை அனுமதிக்கிறது. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மூடுபனி சூழலில் சோதனை செய்யப்பட்டபோது, ​​இந்த நூல் நீர் சேகரிப்புத் திறனில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தை வெளிப்படுத்தி, 3.20 g·h என்ற விகிதத்தை எட்டியது.⁻¹· செ.மீ⁻².

ஹைட்ரோபோபிக் நீர் பிடிப்பு மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் நீர் போக்குவரத்து ஆகியவற்றின் கலவையானது ஒரே மாதிரியான நூல்களைப் பயன்படுத்துவதை விட மிகவும் பயனுள்ளதாக இருந்தது. இந்த கண்டுபிடிப்பு ஒரு அளவிடக்கூடிய தீர்வை முன்வைக்கிறது, மூடுபனி நிறைந்த சூழலில் உயர் செயல்திறனை வழங்குகிறது, மேலும் வறட்சி பாதிப்புக்குள்ளான பகுதிகளில் நீர் அணுகலை மேம்படுத்துவதற்கு இது இன்றியமையாததாக இருக்கும்.

பெய்ஹாங் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் யோங் ஜாவோ, உயிரியக்கப் பொருட்களில் நிபுணரானவர், “நீர் பற்றாக்குறை போன்ற உலகளாவிய சவால்களுக்கு பயோமிமிக்ரி எவ்வாறு மிகவும் திறமையான மற்றும் நிலையான தீர்வுகளை இயக்க முடியும் என்பதை இந்த முன்னேற்றம் காட்டுகிறது. மாற்று ஈரத்தன்மை வடிவமைப்பு இயற்கையின் துல்லியத்தைப் பின்பற்றுகிறது, மூடுபனி சேகரிப்பு செயல்திறனை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. .”

இந்த ஆராய்ச்சி பரந்த தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக கடுமையான தண்ணீர் பற்றாக்குறையை எதிர்கொள்ளும் பகுதிகளுக்கு. நூலின் அளவிடக்கூடிய மற்றும் திறமையான வடிவமைப்பு, மூடுபனி பாதிப்புக்குள்ளான பகுதிகளில் பயன்படுத்துவதற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது, இது நம்பகமான நன்னீர் ஆதாரத்தை வழங்குகிறது. உலகளவில் வளிமண்டல நீர் சேகரிப்பு அமைப்புகளின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தும் ஆற்றலுடன், நீர் அறுவடை தொழில்நுட்பங்களில் எதிர்கால கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் இந்த முன்னேற்றம் வழி வகுக்கிறது.