উচ্চ-ঘনত্বের ব্রাইন ডিস্যালিনেশনের জন্য গ্রেডিয়েন্ট গ্রাফিন এয়ারজেল ইভাপোরেটর প্রস্তুত করতে মেলামাইন ফোম কীভাবে ব্যবহার করবেন?

সৌরশক্তি ব্যবহার করে বিশুদ্ধ পানি উৎপাদনের সক্ষমতার কারণে, সৌর-চালিত আন্তঃপৃষ্ঠীয় বাষ্পীভবন (SIE) মিঠা পানির ঘাটতি নিরসনে অন্যতম সম্ভাবনাময় প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচিত হয়। এছাড়াও, ঘনীভূত লবণাক্ত বর্জ্য পানি পরিশোধনে সৌর বাষ্পীভবন যন্ত্রের কিছু অনন্য সুবিধা রয়েছে । এই বাষ্পীভবন প্রক্রিয়ায় উপজাত হিসেবে শুধুমাত্র লবণের স্ফটিক উৎপন্ন হয়, ফলে কোনো তরল বর্জ্য নির্গত হয় না। তবে, বাষ্পীভবন যন্ত্রে লবণ জমে গেলে তা আলো শোষণে বাধা দেয় এবং বাষ্প নির্গমনে প্রভাব ফেলে, যার ফলে যন্ত্রটির বাষ্পীভবন ক্ষমতা কমে যায় বা এটি অকেজো হয়ে পড়ে।

এই সমস্যা দূর করার জন্য, কিছু গবেষক "লবণ সঞ্চালন" কৌশল প্রস্তাব করেছেন। অর্থাৎ, দ্রবণের জন্য একটি সঞ্চালন পথ তৈরি করা হয়েছে যাতে লবণ আয়নগুলি লবণাক্ত জলে ফিরে যেতে পারে, যার ফলে লবণ বাষ্পীভবন পৃষ্ঠে স্ফটিক হতে বাধা পায়, যার ফলে ক্রমাগত এবং স্থিতিশীল বাষ্পীভবন অর্জন করা যায়। তবে, এই পদ্ধতির ফলে দ্রবণের লবণাক্ততা বৃদ্ধি পাবে এবং লবণ স্ফটিকীকরণের সমস্যা এখনও অনিবার্য।

আরেকটি সমাধান হল "লবণ বের করে দেওয়া" কৌশল। অর্থাৎ, কাঠামোটি এমনভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় যাতে লবণ অ-বাষ্পীভবন অঞ্চলে অগ্রাধিকারমূলকভাবে স্ফটিকায়িত হয়, যার ফলে বাষ্পীভবন কর্মক্ষমতার উপর লবণ স্ফটিকীকরণের প্রভাব হ্রাস পায়, যার ফলে লবণ এবং মিষ্টি জলের একযোগে সংগ্রহ অর্জন করা যায়। তবে, "লবণ বের করে দেওয়া" কৌশলটি ব্যবহারিক প্রয়োগে এখনও কিছু গুরুতর চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়।

প্রথমত, এক-মাত্রিক লবণ পরিবহন শোষণ ক্ষমতা সীমিত করে, যা সামগ্রিক বাষ্পীভবনের হারকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। দ্বিতীয়ত, লবণ স্ফটিকীকরণ কৌশলের জন্য নিয়মিত লবণ স্ফটিক অপসারণ প্রয়োজন, যা তাদের শক্তিশালী আনুগত্যের কারণে বাষ্পীভবনকারীর পৃষ্ঠ থেকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে পড়ে যাওয়া কঠিন। যদি জমা হওয়া লবণ সময়মতো অপসারণ না করা হয়, তাহলে বাষ্পীভবনের কার্যকারিতা অনিবার্যভাবে হ্রাস পাবে। এছাড়াও, অনেক উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন সৌর বাষ্পীভবনকারীর জন্য উচ্চ-চাপ, নিম্ন-ভ্যাকুয়াম বা উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সার মতো বিপজ্জনক বা সময়সাপেক্ষ প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয়।

অতএব, শূন্য তরল নিঃসরণ ডিস্যালিনেশনের জন্য একটি সহজ প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে দীর্ঘমেয়াদী, দক্ষ এবং স্থিতিশীল জল বাষ্পীভবন এবং লবণ সংগ্রহ অর্জনের জন্য একটি টেকসই সৌর বাষ্পীভবনকারী তৈরি করা একটি অপ্রাপ্ত বৈজ্ঞানিক লক্ষ্য।

উপরোক্ত চ্যালেঞ্জগুলির উপর ভিত্তি করে, শানডং ফার্স্ট মেডিকেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণা দল একটি ত্রিমাত্রিক গ্রেডিয়েন্ট গ্রাফিন স্পাইরাল এয়ারজেল বাষ্পীভবন প্রস্তুত করেছে, যা উচ্চ-ঘনত্বের লবণাক্ত জলের দক্ষ সৌর বাষ্পীভবন অর্জন করতে পারে এবং শূন্য তরল নিঃসরণ অর্জন করতে পারে।

দক্ষ সৌর শোষণ, পূর্ণ শক্তি ব্যবহার, চমৎকার লবণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে সৌর বাষ্পীভবনকারীদের কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, প্রকল্পের নকশাটি মূলত নিম্নলিখিত চারটি মূল বিষয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে:

কাঠামোগত নকশা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধির উপর মনোযোগ দিন

দীর্ঘমেয়াদী, কার্যকর এবং স্থিতিশীল সৌর লবণাক্তকরণ অর্জনের জন্য ইভাপোরেটরের একটি শক্তিশালী নেটওয়ার্ক কাঠামো এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা থাকা প্রয়োজন। একারণে, তারা সৌর ইভাপোরেটরের সহায়ক কাঠামো হিসেবে স্বল্পমূল্যের, অতি-জলশোষী, উচ্চ-ছিদ্রযুক্ত এবং উচ্চ-স্থিতিস্থাপক মেলামাইন ফোম বেছে নিয়েছেন।

এরপর তারা মেলামাইন ফোমকে কঙ্কাল হিসেবে ব্যবহার করে গ্রাফিন অ্যারোজেলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি কম্প্রেশন, বাঁকানো এবং টান সহ একাধিক মোডে অধ্যয়ন করেন, যাতে তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাপকভাবে মূল্যায়ন করা যায়।

প্রকৃত প্রয়োগের পরিস্থিতিতে এর দৃঢ়তা এবং স্থায়িত্ব আরও যাচাই করার জন্য, গবেষণা দলটি বিভিন্ন চরম পরিস্থিতিতে পরীক্ষা পরিচালনা করেছে।

বিশেষভাবে, তারা নমুনাটিকে বাতাস ও পানিতে ২০ বার বারবার বাঁকিয়েছিল, এটিকে অম্লীয় ও ক্ষারীয় দ্রবণে ভিজিয়েছিল এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও আল্ট্রাসনিক আলোড়নের মতো কঠোর পরিবেশে রেখেছিল।

এই কঠোর পরীক্ষার পর, তারা নমুনার চেহারা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারে কোনও উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন খুঁজে পাননি, যা এর চমৎকার স্থায়িত্ব এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতা সম্পূর্ণরূপে প্রদর্শন করে।

উৎপাদন প্রক্রিয়ার সরলীকরণ এবং অর্থনৈতিক উন্নতির উপর জোর দিন

বাষ্পীভবন উৎপাদন প্রক্রিয়ায় সরলতা এবং সাশ্রয়ী মূল্য অর্জন এবং ব্যয়বহুল সরঞ্জামের ব্যবহার এড়াতে, তারা নিম্নলিখিত প্রস্তুতির পদক্ষেপগুলি ডিজাইন করেছে:

প্রথম ধাপ হল গরম চাপ দেওয়া

হট প্রেসিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, গবেষণা দল বিভিন্ন পুরুত্বের মেলামাইন ফোম সংকুচিত করে 1 মিমি পুরুত্বের একটি প্রি-প্রেসড মেলামাইন ফিল্ম তৈরি করে।

এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, নমুনার মূল পুরুত্ব এবং চূড়ান্ত সংকুচিত পুরুত্বের অনুপাত বৃদ্ধির সাথে সাথে, প্রাক-চাপযুক্ত মেলামাইন ফিল্মের ছিদ্রের আকার ১৫০ μm থেকে ২০ μm পর্যন্ত সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়, যা একটি অনন্য ত্রিমাত্রিক গ্রেডিয়েন্ট নেটওয়ার্ক কাঠামো গঠন করে।

দ্বিতীয় ধাপ হল পৃষ্ঠ স্প্রে করা

একটি স্প্রে বোতল ব্যবহার করে আগে থেকে চাপ দেওয়া মেলামাইন ফিল্মের পৃষ্ঠে গ্রাফিন অক্সাইড সাসপেনশনটি সমানভাবে স্প্রে করুন । এর ফলে ফিল্মটিতে গ্রাফিন অক্সাইডের সুষম বন্টন সাধিত হয়, যা পরবর্তী সৌর বিজারণের ভিত্তি স্থাপন করে।

তৃতীয় ধাপ হল বায়ুমণ্ডলীয় চাপে শুকানো

স্প্রে করার পর, তারা প্রাকৃতিক বায়ু শুকানোর জন্য ফিল্মটি সরাসরি বাতাসে স্থাপন করে। এই পদক্ষেপটি ফ্রিজ শুকানো, সুপারক্রিটিক্যাল শুকানো এবং দ্রাবক প্রতিস্থাপনের মতো জটিল, সময়সাপেক্ষ এবং শক্তিসাপেক্ষ প্রস্তুতি প্রক্রিয়াগুলি এড়ায়।

চতুর্থ ধাপ হল সূর্যালোক হ্রাস

অর্থাৎ, নমুনার উপর সূর্যালোক কেন্দ্রীভূত করার জন্য একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস ব্যবহার করা। অতিবেগুনী রশ্মির প্রভাবে, নমুনা পৃষ্ঠের রঙ দ্রুত বাদামী থেকে কালো হয়ে যায়, যা ইঙ্গিত দেয় যে গ্রাফিন অক্সাইড সফলভাবে হ্রাসপ্রাপ্ত গ্রাফিন অক্সাইডে পরিণত হয়েছে।

এই সৌরশক্তি হ্রাস পদ্ধতিটি কেবল পরিচালনা করা সহজ এবং পরিবেশ বান্ধবই নয়, বরং রাসায়নিক হ্রাসকারী এজেন্ট বা উচ্চ-তাপমাত্রা তাপ হ্রাস প্রক্রিয়া ব্যবহারের প্রয়োজন হয় না, যা উৎপাদন খরচ এবং পরিবেশ দূষণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।

দক্ষ সৌরশক্তি শোষণ এবং শক্তির ক্ষতি কমানোর উপর মনোযোগ দিন

সৌর বাষ্পীভবনকারীদের কেবল বিস্তৃত পরিসরের সৌর শক্তি শোষণ এবং তাপীয় শক্তিতে রূপান্তর করা উচিত নয়, বরং বিচ্ছুরিত প্রতিফলন এবং তাপীয় বিকিরণের কারণে সৃষ্ট শক্তির ক্ষতিও কমাতে হবে এবং পরিবেশ থেকে অতিরিক্ত শক্তি গ্রহণ করতে হবে। সৌর ইন্টারফেসে বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া তিনটি শক্তি প্রবাহ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়: সৌর শক্তি ইনপুট, বাষ্পীভবন শক্তি আউটপুট এবং পরিবেশে বিচ্ছুরিত শক্তি।

দুর্ভাগ্যবশত, প্রচলিত দ্বি-মাত্রিক সৌর বাষ্পীভবনকারীরা আশেপাশের পরিবেশের সাথে তাপ বিনিময়ের কারণে শক্তি অপচয় সংক্রান্ত সমস্যার সম্মুখীন হয়, যার ফলে আদর্শ ১০০% সৌর-থেকে-বাষ্প রূপান্তর দক্ষতা অর্জন করা কঠিন হয়ে পড়ে। বিপরীতে, ত্রি-মাত্রিক সৌর বাষ্পীভবনকারীরা সৌর-থেকে-বাষ্প রূপান্তর দক্ষতার তাত্ত্বিক সীমা লঙ্ঘন করতে পারে।

ত্রিমাত্রিক নমুনার উপরের পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়া প্রতিফলন এবং তাপীয় বিকিরণের ফলে শক্তির ক্ষতি কমাতে, দলটি একটি ত্রিমাত্রিক সর্পিল অবতল গ্রাফিন এয়ারজেল ডিজাইন করেছে।

এই কাঠামোর কেবল উচ্চ শোষণ ক্ষমতা এবং কম প্রতিফলন ক্ষমতাই নয়, এর পার্শ্ব দেয়ালগুলি পরিবেষ্টিত তাপ এবং নীচ থেকে বিচ্ছুরিতভাবে প্রতিফলিত তাপও শোষণ করতে সক্ষম, যার ফলে কার্যকর শক্তি পুনরুদ্ধার সম্ভব হয়।

লবণ সহনশীলতা অপ্টিমাইজেশন এবং লবণ স্ফটিকীকরণ ব্যবস্থাপনার উপর মনোযোগ দিন

অর্থাৎ; একটি অনন্য পরিবহন চ্যানেল ডিজাইন করার মাধ্যমে, লবণের রেডিয়াল পরিবহনকে উৎসাহিত করা হয়, যা লবণের দিকনির্দেশক স্ফটিকীকরণের দিকে পরিচালিত করে। এই নকশাটি কেবল কার্যকরভাবে বাষ্পীভবনকারী পৃষ্ঠে লবণ জমা এবং আটকে যাওয়া রোধ করে না, বরং লবণের কার্যকর সংগ্রহ এবং ব্যবহারও উপলব্ধি করে, যার ফলে ডিস্যালিনেশন প্রক্রিয়ার দক্ষতা এবং স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়।

বিশেষভাবে, তারা একটি প্রি-প্রেসড মেলামাইন ছিদ্রযুক্ত ফিল্মের উপর ভিত্তি করে একটি ত্রিমাত্রিক গ্রেডিয়েন্ট গ্রাফিন নেটওয়ার্ক কাঠামো ডিজাইন ও প্রস্তুত করেছেন । এই গ্রেডিয়েন্ট গ্রাফিন নেটওয়ার্ক, যা ভিতরে হালকা এবং বাইরে ঘন, একটি রেডিয়াল কৈশিক বলের পার্থক্য তৈরি করতে পারে, যা লবণাক্ত জলের রেডিয়াল পরিবহনকে উৎসাহিত করে। ক্রমাগত বাষ্প উৎপন্ন হতে থাকলে, লবণাক্ত জলের রেডিয়াল প্রবাহ বাইরের পৃষ্ঠতলে লবণাক্ত জলের ঘনত্ব বাড়িয়ে দেয়, যার ফলে লবণ ভিতরের পৃষ্ঠের পরিবর্তে বাইরের পৃষ্ঠে দিকনির্দেশকভাবে স্ফটিকীভূত হয়। এই নকশাটি নিশ্চিত করে যে ইভাপোরেটরের ভিতরের পৃষ্ঠে পর্যাপ্ত বাষ্পীভবন ক্ষেত্র বজায় থাকে, যার ফলে দক্ষ এবং স্থিতিশীল সৌর বাষ্পীভবন অর্জন করা যায়।

এটি উল্লেখ করার মতো যে বাষ্পীভবনকারী লবণ স্ফটিকীকরণের জন্য তার সম্পূর্ণ বাইরের পৃষ্ঠ ব্যবহার করে, যা স্ফটিকীকরণের ক্ষেত্রটিকে অন্যান্য দিকনির্দেশক স্ফটিকীকরণ বাষ্পীভবনকারীদের তুলনায় অনেক বড় করে তোলে।

লবণের স্ফটিকগুলি মূলত প্রচুর ছিদ্রযুক্ত আলগাভাবে প্যাক করা লবণের স্ফটিক দিয়ে গঠিত, যা লবণ পরিবহন এবং বাষ্প নির্গত করার জন্য উপকারী।

তদুপরি, বাষ্পীভবনমূলক শীতল প্রভাবের কারণে, লবণ স্তরের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা আশেপাশের তাপমাত্রার চেয়ে কম থাকে। এই বৈশিষ্ট্যটি বাষ্পীভবনকারীকে পরিবেশ থেকে আরও বেশি শক্তি শোষণ করতে সক্ষম করে, যা বাষ্পীভবন কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করে।

প্রবন্ধের উৎস: ডিপ টেক

গবেষণা দল: শানডং ফার্স্ট মেডিকেল ইউনিভার্সিটি টিম রিসার্চ গ্রুপ

প্রবন্ধটি নিম্নলিখিত উৎস থেকে উদ্ধৃত: https://www.163.com/dy/article/J1RENDEH05119734.html

SINOYQX মেলামাইন ফোম সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, অনুগ্রহ করে আমাদের সাথে [email protected] ইমেইলে যোগাযোগ করুন অথবা +86-28-8411-1861 নম্বরে ফোন করুন।

কিছু ছবি এবং লেখা ইন্টারনেট থেকে পুনরুত্পাদন করা হয়েছে, এবং কপিরাইট মূল লেখকের। যদি কোনও লঙ্ঘন থাকে, তাহলে মুছে ফেলার জন্য আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন।