Biohybrid Alchemy: Transforming Wastewater Contaminants Into Chemicals

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

গবেষকরা সূর্যালোক ব্যবহার করে মূল্যবান রাসায়নিক পদার্থে বর্জ্য জলের দূষিত পদার্থগুলিকে রূপান্তর করার জন্য একটি অভিনব পদ্ধতির প্রস্তাব করেছেন, যা টেকসই এবং বৃত্তাকার রাসায়নিক উত্পাদনের জন্য একটি উপায় প্রদান করে।

প্রচলিত রাসায়নিক উত্পাদন শক্তি-নিবিড় প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। সেমিকন্ডাক্টর বায়োহাইব্রিড, যা দক্ষ আলো-ফসলের উপকরণ এবং জীবন্ত কোষকে একত্রিত করে, যারা রাসায়নিক উত্পাদন করতে সৌর শক্তি ব্যবহার করতে চায় তাদের জন্য একটি উত্তেজনাপূর্ণ সম্ভাবনা হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে, এই নতুন গবেষণার লেখকরা বলেছেন।

প্রযুক্তির স্কেল-আপ করার জন্য অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ উপায় খুঁজে বের করাই এখন চ্যালেঞ্জ।

এটি প্রকাশিত হয়েছিল প্রকৃতি টেকসই অক্টোবরে.

চীনা একাডেমি অফ সায়েন্সেসের সেনজেন ইনস্টিটিউট অফ অ্যাডভান্সড টেকনোলজি (SIAT) এর অধ্যাপক GAO জিয়াং এবং হারবিন ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির অধ্যাপক LU Lu এর নেতৃত্বে এই কাজটি পরিচালনা করেছিলেন।
গবেষকরা বর্জ্য জল থেকে দূষকগুলিকে বর্জ্য জলের পরিবেশে সরাসরি অর্ধপরিবাহী বায়োহাইব্রিডে রূপান্তর করতে শুরু করেছিলেন। ধারণার মধ্যে জৈব কার্বন, ভারী ধাতু এবং বর্জ্য জলে উপস্থিত সালফেট যৌগগুলিকে এই বায়োহাইব্রিডগুলি তৈরির কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা এবং পরবর্তীতে মূল্যবান রাসায়নিকগুলিতে রূপান্তর করা জড়িত।

তবুও, প্রকৃত শিল্প বর্জ্য জল সাধারণত প্রধান জৈব দূষণকারী, ভারী ধাতু এবং জটিল দূষকগুলির সংমিশ্রণে পরিবর্তিত হয়, যেগুলি প্রায়শই ব্যাকটেরিয়া কোষগুলির জন্য বিষাক্ত এবং তাদের পক্ষে দক্ষতার সাথে বিপাক করা কঠিন। এটিতে উচ্চ মাত্রার লবণ এবং দ্রবীভূত অক্সিজেন রয়েছে যার জন্য অ্যারোবিক সালফেট হ্রাস ক্ষমতা সহ ব্যাকটেরিয়া প্রয়োজন। সুতরাং, ব্যাকটেরিয়া ফিডস্টক হিসাবে বর্জ্য জল ব্যবহার করা চ্যালেঞ্জিং।

এটিকে কাটিয়ে ওঠার জন্য, গবেষকরা একটি দ্রুত বর্ধনশীল সামুদ্রিক ব্যাকটেরিয়া, ভিব্রিও ন্যাট্রিজেনস নির্বাচন করেছেন, যার উচ্চ লবণ ঘনত্বের জন্য ব্যতিক্রমী সহনশীলতা এবং বিভিন্ন কার্বন উত্স ব্যবহার করার ক্ষমতা রয়েছে। তারা ভি. ন্যাট্রিজেনগুলিতে একটি বায়বীয় সালফেট হ্রাসের পথ প্রবর্তন করে এবং এই ধরনের বর্জ্য জল থেকে সরাসরি অর্ধপরিবাহী বায়োহাইব্রিড তৈরি করার জন্য বিভিন্ন ধাতু এবং কার্বন উত্স ব্যবহার করার জন্য ইঞ্জিনিয়ারড স্ট্রেনকে প্রশিক্ষণ দেয়।

উৎপাদনের জন্য তাদের প্রাথমিক লক্ষ্য রাসায়নিক ছিল 2,3-butanediol (BDO), একটি মূল্যবান পণ্য রাসায়নিক।

ভি. ন্যাট্রিজেনগুলির একটি স্ট্রেন ইঞ্জিনিয়ারিং করে, তারা হাইড্রোজেন সালফাইড তৈরি করেছিল, যা দক্ষতার সাথে আলো শোষণ করে এমন CdS ন্যানো পার্টিকেলগুলির উত্পাদনকে সহজতর করতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিল। এই ন্যানো পার্টিকেলগুলি, তাদের জৈব-সামঞ্জস্যতার জন্য বিখ্যাত, অর্ধপরিবাহী বায়োহাইব্রিডগুলির ইন-সিটু তৈরি করতে সক্ষম করে এবং অ-ফটোসিন্থেটিক ব্যাকটেরিয়াগুলিকে আলো ব্যবহার করতে সক্ষম করে।

ফলাফলগুলি দেখায় যে এই সূর্যালোক-সক্রিয় বায়োহাইব্রিডগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বর্ধিত BDO উত্পাদন প্রদর্শন করেছে, শুধুমাত্র ব্যাকটেরিয়া কোষের মাধ্যমে অর্জনযোগ্য ফলনকে ছাড়িয়ে গেছে। অধিকন্তু, প্রক্রিয়াটি স্কেলেবিলিটি প্রদর্শন করে, প্রকৃত বর্জ্য জল ব্যবহার করে যথেষ্ট 5-লিটার স্কেলে সৌর-চালিত BDO উত্পাদন অর্জন করে।

জীবন-চক্র মূল্যায়ন দেখায় যে এই নির্দিষ্ট বায়োহাইব্রিড রুটটি প্রচলিত 2,3-বুটানেডিওল উৎপাদন রুটের তুলনায় যথেষ্ট স্থায়িত্ব লাভ করেছে।

"বায়োহাইব্রিড প্ল্যাটফর্মটি শুধুমাত্র কম কার্বন পদচিহ্ন নিয়েই গর্ব করে না বরং পণ্যের খরচও কমায়, যা ঐতিহ্যগত ব্যাকটেরিয়াল গাঁজন এবং জীবাশ্ম জ্বালানী-ভিত্তিক BDO উৎপাদন পদ্ধতি উভয়ের তুলনায় সামগ্রিকভাবে ছোট পরিবেশগত প্রভাবের দিকে পরিচালিত করে," বলেছেন অধ্যাপক GAO৷ "উল্লেখযোগ্যভাবে, এই বায়োহাইব্রিডগুলি বিভিন্ন বর্জ্য জলের উত্স ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে।"

লেখক বলেছেন যে কাজটি সৌর-চালিত জৈব উত্পাদন এবং বর্জ্য থেকে সম্পদ রূপান্তরকে এক ধাপ এগিয়ে আনতে পারে এবং পরিষ্কার উত্পাদন এবং বৃত্তাকার অর্থনীতির পথ প্রশস্ত করতে পারে।