నీటి సమస్యకు పరిష్కారమా? ఆకాశంలో నీటిని సేకరించే ఒక వింత పెట్టె గురించి తెలుసుకుందాం! (జల శుద్ధి సాంకేతికత)

ఒక బీడు ఎడారి మధ్యలో, గాలి నుండి స్వచ్ఛమైన తాగునీటిని తయారు చేయగల ఒక చిన్న పెట్టె ఉందని ఊహించుకోండి. ఇది ఏదో సైన్స్ ఫిక్షన్ సినిమాలోని సన్నివేశంలా అనిపిస్తోంది కదూ? కానీ ఇప్పుడు ఇది నిజమైంది. ప్రపంచాన్ని పట్టిపీడిస్తున్న తీవ్రమైన నీటి సంక్షోభాన్ని పరిష్కరించగల కొన్ని అత్యద్భుతమైన కొత్త సాంకేతికతల గురించి ఈరోజు మనం మాట్లాడుకుంటున్నాం.

ఐక్యరాజ్యసమితి ప్రకారం, ప్రపంచంలో రెండు బిలియన్లకు పైగా ప్రజలకు సురక్షితమైన తాగునీరు అందుబాటులో లేదు. కొన్ని ప్రాంతాలు సహజంగానే నీటి కొరతను ఎదుర్కొంటాయి. వాతావరణ మార్పుల వల్ల సంభవించే కరువులు ఈ సమస్యను మరింత తీవ్రతరం చేశాయి. కొంతమందికి, అందుబాటులో ఉన్న నీరు కూడా మురికిగా, క్రిములతో మరియు విషపూరిత రసాయనాలతో నిండి ఉంటుంది. మరికొందరికి, ఈ రెండూ ఉంటాయి. అందుకే శాస్త్రవేత్తలు ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి కొత్త, ఆశ్చర్యకరమైన మార్గాలను కనుగొంటున్నారు.

డెసర్ట్ హార్వెస్టర్: ఎడారిలో గాలి నుండి నీటిని తయారుచేసే ఒక పెట్టె

మనం పీల్చే గాలిలో మనకు కనిపించని అధిక పరిమాణంలో నీటి ఆవిరి ఉంటుంది. ఇది భూమిపై ఉన్న అతిపెద్ద నీటి వనరులలో ఒకటి.

ప్రొఫెసర్ యాగీ మరియు అతని బృందం ఈ అపారమైన, కంటికి కనిపించని నీటి వనరును వినియోగించుకోవడానికి ఒక నూతన మార్గాన్ని కనుగొన్నారు. వారు ఒక పరంపరా వంటి నిర్మాణాన్ని సృష్టించడానికి ప్రత్యేక అణువులను కలిపారు. వీటిని మెటల్-ఆర్గానిక్ ఫ్రేమ్‌వర్క్స్ (MOFలు) అని పిలుస్తారు. ఇవి అద్భుతమైనవి. ఎముకంత చిన్నదైన ఒక MOF ముక్కను పరిస్తే, దాని ఉపరితల వైశాల్యం రెండు ఫుట్‌బాల్ మైదానాలంత ఉంటుంది.

వారు ఈ MOF పదార్థంతో నిండిన ఒక ప్లెక్సిగ్లాస్ పెట్టెను తయారు చేశారు. సూర్యరశ్మికి గురైనప్పుడు ఈ పెట్టె వేడెక్కుతుంది. ఆ తర్వాత, పెట్టె లోపల ఉన్న MOF, అత్యంత పొడి ఎడారి గాలిలోని అతి స్వల్ప పరిమాణంలో ఉన్న నీటి ఆవిరిని కూడా గ్రహిస్తుంది. అప్పుడు, అలా గ్రహించిన ఆ నీటి ఆవిరి ద్రవంగా మారి, స్వచ్ఛమైన, త్రాగడానికి యోగ్యమైన నీరుగా సేకరించబడుతుంది. ప్రొఫెసర్ యాగీ చెప్పినట్లుగా, "ఇంత తక్కువ తేమ వద్ద గాలి నుండి నీటిని గ్రహించి, దానిని తిరిగి విడుదల చేయగల పదార్థం ప్రపంచంలో ఈ MOF తప్ప మరొకటి లేదు."

కేవలం 200 గ్రాముల ఈ MOFతో తయారు చేసిన సౌరశక్తితో నడిచే పెట్టె రోజుకు ఒక గ్యాలన్ (దాదాపు 4.5 లీటర్లు) కంటే ఎక్కువ నీటిని సేకరించగలదు. విద్యుత్తుతో నడిచే మోడల్ రోజంతా నిరంతరాయంగా ఈ పనిని చేయగలదు.

నీటిలోని విషపదార్థాలను గుర్తించే 'బయో-బ్రెయిన్ టాక్సిన్ డిటెక్టర్'

నీరు శుభ్రంగా ఉంటే సరిపోదు, అది సురక్షితంగా కూడా ఉండాలి. నీటిలో మనం చూడలేని లేదా రుచి చూడలేని ప్రమాదకరమైన విషపదార్థాలు ఉండవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఆర్సెనిక్ , సీసం మరియు ప్రమాదకరమైన బ్యాక్టీరియా . నార్త్‌వెస్టర్న్ విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు వీటిని గుర్తించడానికి ఒక సులభమైన మార్గాన్ని కనుగొనడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.

దీనికోసం వారు సూక్ష్మజీవుల సహాయం తీసుకున్నారు. ఈ సూక్ష్మజీవులకు నీటిలోని విష పదార్థాలను గుర్తించి, వాటి నుండి తమను తాము రక్షించుకునే అద్భుతమైన సామర్థ్యం ఉంది. సరిగ్గా ఆ ప్రయోజనం కోసమే వాటికి ఒక ప్రత్యేకమైన 'జన్యుపరమైన అణు మెదడు' ఉన్నట్లుగా ఉంది.

ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది?

సులభంగా చెప్పాలంటే, ఈ సూక్ష్మజీవుల శరీరంలో బయోసెన్సార్లు అనే ఒక రకమైన ప్రోటీన్ ఉంటుంది. నీటిలో సీసం వంటి విషపదార్థం ఉన్నప్పుడు, ఈ బయోసెన్సార్ వెళ్లి ఆ సీసం అణువులకు అంటుకుంటుంది. అప్పుడు ఆ సూక్ష్మజీవి శరీరంలోని ఒక నిర్దిష్ట జన్యువు ఉత్తేజితమై, ఆ సీసం శరీరం నుండి బయటకు పంపబడుతుంది.

పరిశోధకులు చేసినదేమిటంటే, ఈ బయోసెన్సార్లను తీసుకుని వాటి DNA నిర్మాణాన్ని కొద్దిగా సవరించారు. అలా సవరించడం ద్వారా, సీసం వంటి విషానికి గురైనప్పుడు విషాన్ని విడుదల చేసే జన్యువుకు బదులుగా , కాంతిని (మెరుపును) విడుదల చేసే జన్యువును వారు క్రియాశీలం చేశారు.

అయితే ఇప్పుడు ఏం జరుగుతుందంటే, ఈ DNA-మార్పు చేసిన ప్రోటీన్‌లను నీటి నమూనాకు కలిపినప్పుడు, ఆ నీటిలో విషపదార్థం ఉంటే, అది మెరవడం మొదలవుతుంది. నీటిలో విషపదార్థం పెరిగే కొద్దీ, అది మరింత ఎక్కువగా మెరుస్తుంది. ఇది మ్యాజిక్ లాంటిది!

ఆధునిక సాంకేతికతల సారాంశం

ప్రపంచ నీటి సంక్షోభానికి పరిష్కారాలుగా ఆవిర్భవించిన కొన్ని ఆధునిక సాంకేతికతలు క్రింది పట్టికలో సంగ్రహించబడ్డాయి.

మరికొన్ని ఆశ్చర్యకరమైన పరిష్కారాలు

పొరపాటుకు తావులేని క్లోరిన్ యంత్రం

క్లోరిన్ అనేది నీటిలోని క్రిములను చంపే ఒక శక్తివంతమైన క్రిమిసంహారకం. కానీ దీనిని సరిగ్గా ఉపయోగించడం కొంచెం కష్టంగా ఉంటుంది. మీరు క్లోరిన్ టాబ్లెట్లను వేసేటప్పుడు, కొన్నిసార్లు అది చాలా ఎక్కువగా లేదా చాలా తక్కువగా అయిపోవచ్చు. దీనికి పరిష్కారంగా, టఫ్ట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ది ఎన్విరాన్‌మెంట్‌లోని పరిశోధకులు విద్యుత్ లేకుండా పనిచేసే ఒక సులభమైన పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేశారు.

ఇది రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. నీటి పైపు చివరన జతచేయబడిన ఒక చిన్న పెట్టె, మరియు ద్రవ క్లోరిన్‌తో నిండిన ఒక ట్యాంక్. పైపు గుండా నీరు వేగంగా ప్రవహించినప్పుడు, ఈ చిన్న పెట్టె లోపల పీడన వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది. దీనిని వెంచురి ప్రభావం అంటారు. ఈ పీడన వ్యత్యాసం కారణంగా, సరైన మోతాదులో క్లోరిన్ క్లోరిన్ ట్యాంక్ నుండి స్వయంచాలకంగా తీసుకోబడి నీటితో కలుస్తుంది. ఈ విధంగా, ఎటువంటి మానవ తప్పిదం లేకుండా నీరు ఎల్లప్పుడూ శుభ్రంగా ఉంటుంది.

నీటిని 'షాక్' చేయడం ద్వారా సీసాన్ని తొలగించే పద్ధతి

అమెరికాలోని ఫ్లింట్ నగర నీటి సరఫరాలో సీసం కారణంగా ఏర్పడిన తీవ్ర ఆరోగ్య సంక్షోభం వల్ల, మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT)లోని శాస్త్రవేత్తల బృందం నీటి నుండి భార లోహాలను తొలగించడానికి ఒక కొత్త పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసింది.

వారు 'షాక్ ఎలక్ట్రోడయాలసిస్' అనే పద్ధతిని ఉపయోగించారు. ఇందులో నీటిలోని మలినాలను వేరు చేయడానికి విద్యుత్తును వాడతారు. నీటి నుండి సీసాన్ని తొలగించడం చాలా కష్టమైన పదార్థం, ఎందుకంటే అది ఇతర మార్గాల ద్వారా పరికరాల గోడలకు అంటుకుంటుంది. కానీ ఈ పద్ధతి నీటి నుండి సోడియం వంటి అవసరమైన ఖనిజాలను తొలగించకుండా 95% సీసాన్ని తొలగించగలదు. ఇది నీటిని శుద్ధి చేసి, శరీరానికి అవసరమైన ఖనిజాలను మిగిల్చి ఉంచుతుంది.

మానవాళి ఎదుర్కొంటున్న అతిపెద్ద సవాళ్లలో ఒకటైన నీటి సంక్షోభాన్ని పరిష్కరించడంలో, ఈ సాంకేతికతలన్నీ విజ్ఞానశాస్త్రం మరియు ఆవిష్కరణల శక్తిని చాటిచెబుతున్నాయి. మురికి నీటి వల్ల కలిగే వ్యాధుల నుండి ప్రజలను కాపాడటంలోనూ, ఆరోగ్యకరమైన భవిష్యత్తును నిర్మించడంలోనూ ఇవి ఎంతగానో దోహదపడతాయి. అందువల్ల, నీరు ఎంత విలువైనదో అర్థం చేసుకుని, దానిని పొదుపుగా వాడటం మన కర్తవ్యం.

నీటి శుద్ధి, స్వచ్ఛమైన నీరు, నీటి సాంకేతికత, కరువు, నీటి కొరత, శాస్త్రీయ ఆవిష్కరణలు, MOF