पाण्याच्या समस्येवर उपाय? चला, आकाशात पाणी साठवणाऱ्या एका विचित्र पेटीबद्दल जाणून घेऊया! (जलशुद्धीकरण तंत्रज्ञान)

कल्पना करा, एका उजाड वाळवंटाच्या मध्यभागी एक लहान पेटी आहे, जी हवेपासून स्वच्छ पिण्याचे पाणी तयार करू शकते. हे एखाद्या विज्ञान-कथा चित्रपटातील दृश्यासारखे वाटते, नाही का? पण आता हे वास्तव आहे. आज आपण जगातील पाण्याच्या गंभीर संकटावर तोडगा काढू शकणाऱ्या काही अत्यंत आश्चर्यकारक नवीन तंत्रज्ञानाबद्दल बोलणार आहोत.

संयुक्त राष्ट्रांच्या मते, जगातील दोन अब्जाहून अधिक लोकांना सुरक्षित पिण्याचे पाणी मिळत नाही. काही प्रदेश नैसर्गिकरित्याच पाणीटंचाईचे आहेत. आणि हवामान बदलामुळे होणाऱ्या दुष्काळाने ही समस्या अधिकच गंभीर केली आहे. काही लोकांसाठी, त्यांच्याकडे जे पाणी आहे ते अस्वच्छ, जंतूंनी आणि विषारी रसायनांनी भरलेले असते. तर काहींसाठी, दोन्हीही असते. त्यामुळे शास्त्रज्ञ ही समस्या सोडवण्यासाठी नवीन, आश्चर्यकारक मार्ग शोधत आहेत.

डेझर्ट हार्वेस्टर: वाळवंटात हवेतून पाणी तयार करणारी एक पेटी

आपण श्वास घेत असलेल्या हवेमध्ये मोठ्या प्रमाणात पाण्याची वाफ असते, जी आपल्याला दिसत नाही. हा पृथ्वीवरील पाण्याच्या सर्वात मोठ्या स्त्रोतांपैकी एक आहे.

कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील (बर्कले) प्राध्यापक ओमर एम. याघी यांच्या मते, वातावरणातील ०.००१% पेक्षाही कमी असलेल्या पाण्याच्या वाफेचा वापर करून, आपण पृथ्वीवरील प्रत्येक व्यक्तीला दररोज ५० लिटर पाणी पुरवू शकतो.

प्राध्यापक यागी आणि त्यांच्या चमूने या विशाल, अदृश्य जलस्रोताचा उपयोग करण्याचा एक अभिनव मार्ग शोधला आहे. त्यांनी सांगाड्यासारखी रचना तयार करण्यासाठी विशेष रेणू एकत्र केले आहेत. यांना मेटल-ऑरगॅनिक फ्रेमवर्क (MOFs) म्हणतात. या खरोखरच आश्चर्यकारक गोष्टी आहेत. MOF चा हाडाएवढा लहान तुकडा पसरवल्यास, त्याचा पृष्ठभाग दोन फुटबॉल मैदानांएवढा मोठा होतो.

त्यांनी या एमओएफ (MOF) पदार्थाने भरलेला एक प्लेक्सिग्लासचा बॉक्स तयार केला. सूर्यप्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर हा बॉक्स गरम होतो. त्यानंतर, बॉक्सच्या आतील एमओएफ अत्यंत कोरड्या वाळवंटातील हवेतील पाण्याची अगदी थोडीशी वाफही शोषून घेतो. मग, ती शोषलेली पाण्याची वाफ द्रवरूप होते आणि स्वच्छ, पिण्यायोग्य पाणी म्हणून गोळा केली जाते. प्राध्यापक यागी म्हणतात, “या एमओएफ व्यतिरिक्त जगात असा दुसरा कोणताही पदार्थ नाही, जो इतक्या कमी आर्द्रतेत हवेतून पाणी शोषून घेऊन ते पुन्हा सोडू शकेल.”

या एमओएफच्या केवळ २०० ग्रॅमपासून बनवलेला सौरऊर्जेवर चालणारा बॉक्स दररोज एक गॅलनपेक्षा जास्त (जवळपास ४.५ लिटर) पाणी गोळा करू शकतो. विजेवर चालणारे मॉडेल हे काम दिवसभर अविरतपणे करू शकते.

पाण्यातील विषारी घटक शोधणारे 'बायो-ब्रेन टॉक्सिन डिटेक्टर'

पाणी केवळ स्वच्छ असून चालत नाही, तर ते सुरक्षित असणेही आवश्यक आहे. पाण्यात असे धोकादायक विषारी घटक असू शकतात जे आपल्याला दिसत नाहीत किंवा ज्यांची चव लागत नाही. उदाहरणार्थ, आर्सेनिक , शिसे आणि धोकादायक जीवाणू . नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीमधील संशोधक हे घटक शोधण्याचा एक सोपा मार्ग शोधण्याचा प्रयत्न करत आहेत.

हे करण्यासाठी त्यांनी सूक्ष्मजीवांची मदत घेतली आहे. या सूक्ष्मजीवांमध्ये पाण्यातील विषारी पदार्थांना ओळखण्याची आणि त्यांपासून स्वतःचे संरक्षण करण्याची एक अद्भुत क्षमता असते. जणू काही याच उद्देशासाठी त्यांच्याकडे एक विशेष 'आनुवंशिक आण्विक मेंदू' असतो.

हे कसे काम करते?

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, या सूक्ष्मजीवांच्या शरीरात बायोसेन्सर्स नावाचे एक प्रकारचे प्रथिन असते. जेव्हा पाण्यात एखादा विषारी पदार्थ, उदाहरणार्थ, शिसे असते, तेव्हा हे बायोसेन्सर जाऊन त्या शिशाच्या रेणूंना चिकटते. मग त्या सूक्ष्मजीवाच्या शरीरातील एक विशिष्ट जनुक सक्रिय होते आणि ते शिसे शरीराबाहेर टाकले जाते.

संशोधकांनी काय केले की, त्यांनी हे बायोसेन्सर्स घेतले आणि त्यांच्या डीएनए रचनेत किंचित बदल केला. हा बदल करून, त्यांनी शिशासारख्या विषाच्या संपर्कात आल्यावर विष उत्सर्जित करणाऱ्या जनुकाऐवजी , प्रकाश (चमक) उत्सर्जित करणारे जनुक सक्रिय केले.

तर आता असं होतं की, जेव्हा तुम्ही ही डीएनए-बदललेली प्रथिने पाण्याच्या नमुन्यात टाकता, तेव्हा जर त्या पाण्यात विषारी द्रव्य असेल, तर ते चमकू लागते. पाण्यातील विषारी द्रव्याचे प्रमाण जितके वाढते, तितके ते जास्त चमकते. ही तर जादूच आहे!

आधुनिक तंत्रज्ञानाचा सारांश

जगातील पाण्याच्या संकटावर उपाय म्हणून उदयास आलेल्या काही आधुनिक तंत्रज्ञानांचा सारांश खालील तक्त्यात दिला आहे.

आणखी काही आश्चर्यकारक उपाय

चुकीला अजिबात वाव न देणारे क्लोरीन मशीन

क्लोरीन हे पाण्यातील जंतूंना मारणारे एक शक्तिशाली जंतुनाशक आहे. पण त्याचा योग्य वापर करणे अवघड असू शकते. क्लोरीनच्या गोळ्या टाकताना, कधीकधी ते प्रमाणापेक्षा जास्त किंवा कमी होऊ शकते. यावर उपाय म्हणून, टफ्ट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ द एन्व्हायर्नमेंटमधील संशोधकांनी विजेविना चालणारे एक साधे उपकरण विकसित केले आहे.

यात दोन भाग असतात. पाण्याच्या पाईपच्या टोकाला जोडलेला एक छोटा बॉक्स आणि द्रव क्लोरीनने भरलेली एक टाकी. जेव्हा पाईपमधून पाणी वेगाने वाहते, तेव्हा या छोट्या बॉक्सच्या आत दाबातील फरक निर्माण होतो. याला व्हेंचुरी इफेक्ट म्हणतात. या दाबातील फरकामुळे, क्लोरीनच्या टाकीतून योग्य प्रमाणात क्लोरीन आपोआप खेचले जाते आणि पाण्यात मिसळले जाते. अशा प्रकारे, कोणत्याही मानवी चुकीशिवाय पाणी नेहमी स्वच्छ राहते.

पाण्याला 'शॉक' देऊन शिसे काढण्याची एक पद्धत

अमेरिकेतील फ्लिंट शहराच्या पाणीपुरवठ्यातील शिशाने निर्माण केलेल्या गंभीर आरोग्य संकटामुळे, मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (एमआयटी) येथील शास्त्रज्ञांच्या एका गटाने पाण्यातून जड धातू काढून टाकण्याची एक नवीन पद्धत विकसित केली आहे.

त्यांनी 'शॉक इलेक्ट्रोडायलिसिस' नावाचे तंत्र वापरले. यामध्ये पाण्यातील अशुद्धी वेगळी करण्यासाठी विजेचा वापर केला जातो. पाण्यातून शिसे काढणे खूप कठीण असते, कारण ते इतर मार्गांनी उपकरणांच्या भिंतींना चिकटू शकते. परंतु हे तंत्र पाण्यातील सोडिअमसारखी आवश्यक खनिजे न काढता ९५% शिसे काढू शकते. यामुळे पाणी शुद्ध होते आणि शरीराला आवश्यक असलेली खनिजे शिल्लक राहतात.

ही सर्व तंत्रज्ञानं, मानवजातीसमोरील सर्वात मोठ्या आव्हानांपैकी एक असलेल्या जलसंकटावर मात करण्यासाठी विज्ञान आणि नवोपक्रमाची शक्ती दर्शवतात. यामुळे लोकांना दूषित पाण्यामुळे होणाऱ्या आजारांपासून वाचवण्यात आणि एक निरोगी भविष्य घडवण्यात मोठी मदत होईल. म्हणूनच, पाणी किती मौल्यवान आहे हे समजून घेणे आणि त्याचा काटकसरीने वापर करणे हे आपले कर्तव्य आहे.

जलशुद्धीकरण, स्वच्छ पाणी, जल तंत्रज्ञान, दुष्काळ, पाण्याची टंचाई, वैज्ञानिक शोध, एमओएफ