بائیو ہائبرڈ کیمیا: گندے پانی کی آلودگیوں کو کیمیکل میں تبدیل کرنا

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

محققین نے گندے پانی کے آلودگیوں کو سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے قیمتی کیمیکلز میں تبدیل کرنے کے لیے ایک نیا طریقہ تجویز کیا ہے، جو پائیدار اور سرکلر کیمیکل مینوفیکچرنگ کے لیے ایک موقع فراہم کرتا ہے۔

روایتی کیمیکل مینوفیکچرنگ توانائی سے بھرپور عمل پر انحصار کرتی ہے۔ اس نئی تحقیق کے مصنفین کا کہنا ہے کہ سیمی کنڈکٹر بائیو ہائبرڈز، جو کہ موثر روشنی کی کٹائی کرنے والے مواد اور زندہ خلیات کو یکجا کرتے ہیں، ان لوگوں کے لیے ایک دلچسپ امکان کے طور پر ابھرے ہیں جو کیمیکل تیار کرنے کے لیے شمسی توانائی کا استعمال کرنا چاہتے ہیں۔

چیلنج اب ٹیکنالوجی کو بڑھانے کا معاشی طور پر قابل عمل اور ماحول دوست طریقہ تلاش کرنے میں ہے۔

میں شائع ہوا تھا۔ نوعیت کی استحکام اکتوبر میں.

اس کام کی قیادت چینی اکیڈمی آف سائنسز کے شینزین انسٹی ٹیوٹ آف ایڈوانسڈ ٹیکنالوجی (SIAT) کے پروفیسر GAO Xiang اور ہاربن انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے پروفیسر LU Lu نے کی۔
محققین نے گندے پانی کے آلودگیوں کو براہ راست گندے پانی کے ماحول میں سیمی کنڈکٹر بائیو ہائبرڈز میں تبدیل کرنے کا ارادہ کیا۔ اس تصور میں گندے پانی میں موجود نامیاتی کاربن، بھاری دھاتیں، اور سلفیٹ مرکبات کو ان بائیو ہائبرڈز کی تعمیر کے لیے خام مال کے طور پر استعمال کرنا، اور بعد میں انہیں قیمتی کیمیکلز میں تبدیل کرنا شامل ہے۔

اس کے باوجود، اصلی صنعتی گندا پانی عام طور پر بڑے نامیاتی آلودگیوں، بھاری دھاتوں اور پیچیدہ آلودگیوں کی اپنی ساخت میں مختلف ہوتا ہے، یہ سب اکثر بیکٹیریل خلیوں کے لیے زہریلے ہوتے ہیں اور ان کے لیے موثر طریقے سے میٹابولائز کرنا مشکل ہوتا ہے۔ اس میں نمک اور تحلیل شدہ آکسیجن کی اعلی سطح بھی ہوتی ہے جس کے لیے ایروبک سلفیٹ کی کمی کی صلاحیت والے بیکٹیریا کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح، گندے پانی کو بیکٹیریا فیڈ اسٹاک کے طور پر استعمال کرنا مشکل ہے۔

اس پر قابو پانے کے لیے، محققین نے تیزی سے بڑھنے والے سمندری جراثیم کا انتخاب کیا، Vibrio natriegens، جس میں نمک کے زیادہ ارتکاز کے لیے غیر معمولی رواداری اور کاربن کے مختلف ذرائع کو استعمال کرنے کی صلاحیت ہے۔ انہوں نے V. natriegens میں ایک ایروبک سلفیٹ کی کمی کا راستہ متعارف کرایا اور مختلف دھاتوں اور کاربن ذرائع کو استعمال کرنے کے لیے انجینئرڈ سٹرین کو تربیت دی تاکہ اس طرح کے گندے پانی سے براہ راست سیمی کنڈکٹر بائیو ہائبرڈ تیار کیا جا سکے۔

پیداوار کے لیے ان کا بنیادی ہدف کیمیکل 2,3-butanediol (BDO) تھا، ایک قیمتی اجناس کیمیکل۔

V. natriegens کے تناؤ کی انجینئرنگ کے ذریعے، انہوں نے ہائیڈروجن سلفائیڈ پیدا کیا، جس نے CdS نینو پارٹیکلز کی پیداوار کو آسان بنانے میں اہم کردار ادا کیا جو روشنی کو موثر طریقے سے جذب کرتے ہیں۔ یہ نینو پارٹیکلز، جو اپنی بائیو کمپیٹیبلٹی کے لیے مشہور ہیں، نے سیمی کنڈکٹر بائیو ہائبرڈز کی اندرونِ خانہ تخلیق کو قابل بنایا اور غیر فوٹو سنتھیٹک بیکٹیریا کو روشنی کا استعمال کرنے کے قابل بنایا۔

نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سورج کی روشنی سے چلنے والے ان بائیو ہائبرڈز نے BDO کی پیداوار کو نمایاں طور پر بڑھایا، جو صرف بیکٹیریل خلیوں کے ذریعے حاصل کی جانے والی پیداوار کو پیچھے چھوڑتے ہیں۔ مزید برآں، اس عمل نے اسکیل ایبلٹی کو ظاہر کیا، جس سے حقیقی گندے پانی کا استعمال کرتے ہوئے کافی 5-لیٹر پیمانے پر شمسی توانائی سے چلنے والی BDO پیداوار حاصل کی گئی۔

لائف سائیکل کی تشخیص سے پتہ چلتا ہے کہ روایتی 2,3-butanediol پیداواری راستوں کے مقابلے میں اس مخصوص بائیو ہائبرڈ راستے میں کافی پائیداری حاصل ہوتی ہے۔

"بائیو ہائبرڈ پلیٹ فارم نہ صرف کم کاربن فوٹ پرنٹ پر فخر کرتا ہے بلکہ مصنوعات کی لاگت کو بھی کم کرتا ہے، جس سے روایتی بیکٹیریل ابال اور جیواشم ایندھن پر مبنی BDO پروڈکشن طریقوں دونوں کے مقابلے میں مجموعی طور پر چھوٹے ماحولیاتی اثرات مرتب ہوتے ہیں،" پروفیسر GAO نے کہا۔ "قابل ذکر بات یہ ہے کہ، یہ بائیو ہائبرڈ مختلف قسم کے گندے پانی کے ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جا سکتے ہیں۔"

مصنفین کا کہنا ہے کہ یہ کام شمسی توانائی سے چلنے والی بائیو مینوفیکچرنگ اور فضلہ سے دولت کی تبدیلی کو ایک قدم آگے لا سکتا ہے اور صاف ستھری پیداوار اور سرکلر معیشت کی راہ ہموار کر سکتا ہے۔