මිරිදිය හිඟය සමාජ සංවර්ධනයට වඩ වඩාත් බරපතල අභියෝගයකි. ගෝලීය ජනගහනයෙන් 29% කට ආරක්ෂිත පානීය ජලය නොමැති බව වාර්තා වන අතර, ජනගහන වර්ධනය සහ පාරිසරික ගැටළු හේතුවෙන් පිරිසිදු ජලය සඳහා ඇති ඉල්ලුම තවමත් වැඩි වෙමින් පවතී. කොරෝනා වයිරස් රෝගය (නියෝකොරොනා වයිරස් නියුමෝනියාව) පැතිරීමේ වත්මන් සන්දර්භය තුළ සනීපාරක්ෂාව හා සම්බන්ධ පිරිසිදු ජලය විශේෂයෙන් වැදගත් වේ. සූර්ය බලයෙන් ක්රියාත්මක වන ජල වාෂ්පීකරණය මුහුදු ජලයෙන් සහ අපජලයෙන් පිරිසිදු ජලය නිපදවීම සඳහා වඩාත්ම පොරොන්දු වූ තාක්ෂණයක් ලෙස සැලකේ. සූර්ය ශක්තිය තාපය බවට පරිවර්තනය කර වාෂ්ප නිපදවීමට වාෂ්පකාරක ලෙස ක්රියා කරන සූර්ය අවශෝෂක මත තාක්ෂණය දැඩි ලෙස රඳා පවතී. ඉහළ ජල වාෂ්පීකරණ අනුපාත සහ සූර්ය තාප පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව ලබා ගැනීම සඳහා, පරමාදර්ශී ද්රව්යයට සූර්ය වර්ණාවලියේ විශාල කොටසක් කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීම සඳහා පුළුල් පරාසයක අවශෝෂණයක්, තාප අලාභය මැඩපැවැත්වීම සඳහා අඩු තාප සන්නායකතාවක් සහ කාර්යක්ෂම ජල ප්රවාහනය සඳහා ත්රිමාණ (3D) සිදුරු සහිත නාලිකා තිබිය යුතුය. මේ දක්වා, විද්යාඥයින් කාබන් (උදා: ග්රැෆීන් හෝ කාබන් නැනෝ ටියුබ්), පොලිමර්, ලෝහ සහ ලෝහ ඔක්සයිඩ් සහ ඒවායේ දෙමුහුන් ආදිය මත පදනම් වූ විවිධ ප්රකාශ තාප ද්රව්ය සංවර්ධනය කර ඇත.
මෑත වසරවලදී විද්යාඥයින් ගවේෂණය කිරීමට සහ බොහෝ ජයග්රහණ ලබා ගැනීමට වෙහෙස මහන්සි වී වැඩ කරමින් සිටිති, එබැවින් මෑත වසරවල ප්රකාශ තාප පිරිසිදු ජල උත්පාදනයේ පර්යේෂණ ප්රගතිය පිළිබඳව මාතෘකා ප්රකාශන කිහිපයකින් ඉගෙන ගනිමු.
- ස්වභාව සන්නිවේදනය: ශාක පත්ර සූර්ය බලයෙන් ක්රියාත්මක වන, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් ජල පිරිපහදු යන්ත්රයක් ප්රබෝධමත් කරයි
ස්වාභාවික සනාල ශාකවල කොළ, හිරු එළියෙන් බල ගැන්වෙන පිරිසිදු ජලය ටොන් ගණනක් නිපදවීම සඳහා ඔස්මොටික් පීඩනය, සම්ප්රේෂණය සහ බැහැර කිරීමේ වෙනස්කම් මත රඳා පවතී. මෙයින් ආභාෂය ලබා ගත් කිංහුවා විශ්ව විද්යාලයේ චුන් ලීගේ කණ්ඩායමේ පර්යේෂකයන් කාර්යක්ෂම ජල පිරිපහදු කිරීම සහ නිෂ්පාදනය සඳහා හිරු එළියෙන් ධාවනය වන පිරිසිදුකාරකයක් වාර්තා කර ඇත. මෙම හිරු එළියෙන් ධාවනය වන පිරිසිදුකාරකයේ සුපිරි ජලධර මෙලමයින් පෙන කොඳු ඇට පෙළක් මත නැංගුරම් ලා ඇති සෘණ උෂ්ණත්ව-ප්රතිචාර දක්වන පොලි (N-isopropylacrylamide) හයිඩ්රොජෙල් (PN) අඩංගු වන අතර පිටතින් PNIPAm-වෙනස් කරන ලද ග්රැෆීන් (PG) පෙරහන් පටලයකින් ආලේප කර ඇත. අණුක ගතික සමාකරණ සහ අත්හදා බැලීම්වලින් පෙන්නුම් කළේ සාපේක්ෂව දෘඩ මෙලමයින් කොඳු ඇට පෙළේ සුපිරි ජලධර ස්වභාවය PNPG-F පිරිසිදුකාරකයේ ඉදිමීම/ඉදිමීමේ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස වේගවත් කළ බවයි. එකම හිරු එළිය තීව්රතා ප්රකිරණය යටතේ, මෙම තාර්කිකව ඉංජිනේරු කරන ලද ව්යුහය වාෂ්පීකරණයේ සහ බිංදු එකතු කිරීමේ සහජීවන බලපෑම් හරහා අති ක්ෂාර පෝෂණයකින් තනි PNPG-F සඳහා 4.2 kg/m2/h එකතුවක් සහ > 99% අයන ඉවත් කිරීමක් ලබා දුන්නේය. කතුවරයා විවිධ ජල පිරිපහදු යෙදුම්වල මෙම ඉතා කාර්යක්ෂම හිරු එළියෙන් ධාවනය වන පද්ධතිය සඳහා විශාල විභව යෙදුම් අපේක්ෂා කරයි. මෙම අධ්යයනය "ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් පිරිසිදු ජල නිෂ්පාදනය සඳහා ශාක පත්රවලට හිරු එළියෙන් ධාවනය වන පිරිසිදුකාරකයක් ආභාෂය ලබා දුන්නේය" යන මැයෙන් නේචර් උප සඟරාව වන නේචර් සන්නිවේදන සඟරාවේ පත්රිකාවක් ලෙස ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.
- විද්යා දියුණුව: සූර්ය ජල පිරිපහදු කිරීම සඳහා ආලෝකය අවශෝෂණය කරන හයිඩ්රොජෙල්වල ඉහළ සජලනය කළ හැකි පොලිමර් ජාල.
ජල පිරිපහදු කිරීම සඳහා සූර්ය ජල වාෂ්පීකරණය මිරිදිය නිෂ්පාදනය සඳහා පොරොන්දු වූ තාක්ෂණයකි. කෙසේ වෙතත්, සූර්ය වාෂ්ප උත්පාදනය බලශක්තියෙන් අධික වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ස්වාභාවික දිවා ආලෝකය යටතේ ජල නිෂ්පාදනය අඩු වේ. එබැවින්, ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා බලශක්ති ඉල්ලුම අඩු කර සූර්ය ජල පිරිසිදු කිරීම වේගවත් කළ හැකි නව ද්රව්ය සංවර්ධනය කිරීමේ විශාල අවශ්යතාවයක් පවතී. ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ටෙක්සාස් හි ඔස්ටින් හි මහාචාර්ය ගුයිහුවා යූගේ කණ්ඩායම, පොලිවයිනයිල් ඇල්කොහොල් සහ කයිටෝසන් හයිඩ්රේෂන් කොඳු නාරටිය ලෙස සහ පොලිපයිරෝල් ආලෝක අවශෝෂක ලෙස සමන්විත අධික සජලීකරණය කරන ලද ආලෝක-අවශෝෂක හයිඩ්රොජෙල් (h-LAH) වාර්තා කළ අතර එමඟින් ජලය වාෂ්ප කිරීමට අඩු ශක්තියක් (ජල පරිමාවෙන් <50%) භාවිතා කළ හැකිය. h-LAH හි සජලනය කිරීමේ ධාරිතාව වැඩි කිරීමෙන් ජලයේ තත්ත්වය වෙනස් කළ හැකි අතර ජලය අර්ධ වශයෙන් සක්රිය කළ හැකි බවත්, එමඟින් ජල වාෂ්පීකරණයට පහසුකම් සපයන බවත් පෙන්නුම් කරන ලදී. h-LAH සූර්ය වාෂ්ප නිෂ්පාදනය 1 සූර්යයා තුළ ~3.6 kg/m2/h වාර්තාගත අනුපාතයකට වැඩි කළේය. h-LAH මත පදනම් වූ සූර්ය ජල වාෂ්පීකරණය සංකීර්ණ අයනික දූෂකවලට එරෙහිව දිගුකාලීන කල්පැවැත්ම සහ ප්රති-අපවිත්ර ගුණාංග ද ප්රදර්ශනය කළේය. මෙම පර්යේෂණය "ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් පිරිසිදු ජල නිෂ්පාදනය සඳහා ශාක පත්ර මගින් හිරු එළියෙන් ධාවනය වන පිරිසිදුකාරකයක් ආභාෂය ලබා ඇත" යන මැයෙන් විද්යා උප සඟරාවක් වන Science Advances හි ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.
- Angew: ප්රකාශ තාපජ ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා සුපිරි ජලාකර්ෂණීයතාව සහ පුළුල් තරංග ආයාම ආලෝක අවශෝෂණය සහිත COF ද්රව්ය.
විශේෂයෙන් ආසන්න අධෝරක්ත (NIR) කලාපයේ සිදුරු සහිත කාබනික බහු අවයවකවල ආවේණික ජලභීතිකාව සහ සීමිත ආලෝක අවශෝෂණය, සූර්ය වාෂ්ප උත්පාදනය (SSG) තුළ ඒවායේ යෙදීමට බාධා කරන බාධක දෙකකි. ජිලින් විශ්ව විද්යාලයේ Xiaoli Yan කණ්ඩායමේ පර්යේෂකයන් 1,4,5,8 tetrakis(phenylamino)anthracene-9,10-dione (TPAD) (TPAD-COF) මත පදනම් වූ සහසංයුජ කාබනික රාමුවක් (COF) සංවර්ධනය කර ඇති අතර, එය සමස්ත UV/දෘශ්ය NIR කලාපයෙන් SSG ආවරණය කරන සුපිරි ජලභීතිකතාව සහ පුළුල් ආලෝක අවශෝෂණය මගින් සංලක්ෂිත වේ. TPAD-COF, කිසිදු ආකලන නොමැතිව කාර්යක්ෂම ප්රකාශ තාප පරිවර්තන ද්රව්යයක් ලෙස, 1.42 kg/m2/h ක විශිෂ්ට ජල වාෂ්පීකරණයක් ප්රදර්ශනය කරන අතර එක් සූර්ය තීව්රතා ප්රකිරණයක් යටතේ 94% ක ඉහළ ශක්ති පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගනී. TPAD මත පදනම් වූ COF ආලෝක අවශෝෂණ පරාසයේ තවත් දිගුවක් චෙලේටඩ් BF2 අණු පශ්චාත්-සංස්ලේෂිත වෙනස් කිරීම මගින් ලබා ගන්නා ලදී. ක්රමානුකූල පාලන අත්හදා බැලීම් සහ විශ්ලේෂණයන් මගින් සනාථ කරනුයේ, ප්රකාශ තාප පරිවර්තන ද්රව්යයේ ජලාකර්ෂණීයතාවය, ප්රකාශ තාප ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා භාවිතා කරන වත්මන් TPAD-පාදක COF වල වඩාත් ප්රමුඛ කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බවයි. "කාර්යක්ෂම සූර්ය වාෂ්ප උත්පාදනය සඳහා පුළුල් පරාස අවශෝෂක ලෙස සුපිරි ජලකාමී2D සහසංයුජ කාබනික රාමු" යන මාතෘකාව යටතේ පර්යේෂණ කාර්යය ඉහළම මට්ටමේ ජාත්යන්තර සඟරාවක් වන Angewise හි ප්රකාශයට පත් කරන ලදී. මෙම කෘතිය ඉහළම ජාත්යන්තර සඟරාව වන Angew හි ප්රකාශයට පත් කරන ලදී. Chem. Int. Ed.
- JACS: ප්රකාශ තාප ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා ජලප්රතිකාර-ජලභීතික ද්විත්ව කලාප COF/ග්රැෆීන් හයිඩ්රොජෙල්
සූර්ය ජල වාෂ්පීකරණය යනු ගෝලීය ජල හිඟය සමනය කිරීමට උපකාරී වන තිරසාර ජල පිරිපහදු තාක්ෂණයකි. කෙසේ වෙතත්, ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනය සහ ජල වාෂ්පීකරණයේ අඩු වාෂ්පීකරණ අනුපාතය හේතුවෙන් මෙම තාක්ෂණය විශාල අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. ජර්මනියේ බර්ලිනයේ තාක්ෂණික විශ්ව විද්යාලයේ මහාචාර්ය ආර්න් තෝමස්ගේ කණ්ඩායම, සරල ස්ථානීය වර්ධන උපාය මාර්ගයක් හරහා එක් ද්රව්යයක ජලාකර්ෂණීය සහ ජලභීතික කලාප දෙකම අඩංගු සහසංයුජ කාබනික රාමුවක් (COF)/ග්රැෆීන් ද්විත්ව කලාප හයිඩ්රොජෙල් වාර්තා කරයි. ජලාකර්ෂණීය COF ජලභීතික ග්රැෆීන් කලාපයේ කොටසක් ආවරණය කරයි. තෙත් කිරීමේ කලාප දෙක නිවැරදිව පාලනය කිරීමෙන්, දෙමුහුන් හයිඩ්රොජෙල් ඵලදායී ආලෝක අස්වැන්න, සුසර කළ හැකි තෙත් කිරීමේ හැකියාව, ප්රශස්ත ජල අන්තර්ගතය සහ ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා අඩු බලශක්ති අවශ්යතාවය පෙන්නුම් කරයි. සූර්ය අවශෝෂකයක් ලෙස, ද්විත්ව කලාප හයිඩ්රොජෙල් 1 සූර්ය විකිරණය (1kw/m2) සඳහා 3.69 kg/m2/h දක්වා වාෂ්ප උත්පාදන අනුපාතයක් ලබා ගනී, එය අනෙකුත් දියුණු ද්රව්ය හා සැසඳිය හැකිය. ඊට අමතරව, මෙම හයිඩ්රොජෙල් වාෂ්පකාරකය මුහුදු ජලය සහ අපද්රව්ය වලින් පානීය ජලය නිපදවීමට භාවිතා කළ හැකි අතර, ජල පිරිපහදු කිරීමේ විභවය පෙන්නුම් කරයි. මෙම පර්යේෂණ කාර්යය JACS සඟරාවේ “A Covalent Organic Framework/Graphene Dual-Region Hydrogel for Enhanced Solar-Driven Water Generation” ලෙස ප්රකාශයට පත් කරන ලද අතර එය ඉහළම ජාත්යන්තර සඟරාවක් වන JACS වේ.
- විද්යා දියුණුව: මානෙල් තල ව්යුහයෙන් ආභාෂය ලැබූ ඉහළ කාර්යක්ෂමතා ප්රකාශ තාප ජල වාෂ්පකාරකය
මෑත වසරවලදී, ලවණ ඉවත් කිරීම සහ අපජල පවිත්රකරණය සඳහා ඉහළ ශක්ති පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා අන්තර් මුහුණත සූර්ය වාෂ්ප උත්පාදනය විශාල විභවයක් පෙන්නුම් කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, සූර්ය අවශෝෂකය මත අපිරිසිදුකම හෝ ලුණු සමුච්චය වීම නොවැළැක්විය හැකි බව පෙනෙන බැවින් ඉහළ වාෂ්පීකරණ අනුපාත පවත්වා ගත නොහැක. ද්රාව්ය සාන්ද්රණය වැඩි වන විට ක්ෂය වීම වේගවත් වේ. මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා, නන්ජිං විශ්ව විද්යාලයේ මහාචාර්ය ජියා ෂුගේ කණ්ඩායම, ජල ලිලී කොළවල ව්යුහයෙන් ආභාෂය ලබා, බහු-අදියර ව්යුහයක් (ජල-මානෙල්-ආනුභාව ලත් ධූරාවලි ව්යුහය (WHS) ප්රකාශ තාප-වාෂ්ප පරිවර්තන උපාංගයක් නිර්මාණය කළ අතර, එමඟින් අධික සාන්ද්රිත ලුණු ජලයෙන් 10 wt% ක් සහ අපජලයෙන් 30 wt% ක් පිරිපහදු කිරීමේදී 80% ප්රකාශ තාප පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගත හැකිය. වාෂ්පීකරණය සම්පූර්ණ වන තෙක් (එනම්, "ශුන්ය විසර්ජනය") සහ මතුපිට පිරිසිදුව පවතින තෙක් අධික සාන්ද්රිත අති ක්ෂාර සහ අපජල පිරිපහදු කිරීමේදී ප්රකාශ තාප පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු නොවන බව සඳහන් කිරීම වටී. මෙම කෘතිය Science Advance හි "A Water-manly-inspired High Salinity Brine හි ස්ථාවර සහ කාර්යක්ෂම සූර්ය වාෂ්පීකරණය සඳහා ධූරාවලි නිර්මාණයක්" යන මාතෘකාව යටතේ ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.
- නැනෝ ශක්තිය: ප්රකාශ තාප ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා මොලිබ්ඩිනම් ඩයිසල්ෆයිඩ්
ඩීකින් විශ්ව විද්යාලයේ ෆ්රොන්ටියර් මැටීරියල්ස් ආයතනයේ ලයිෆෙන්ග් වන් කණ්ඩායමේ පර්යේෂකයින් විසින් අර්ධ ස්ඵටික පරිවර්තනය හරහා සූර්ය ජල වාෂ්පීකරණය සඳහා සංක්රාන්ති ලෝහ ඩයිසල්ෆයිඩ් සහ නයිට්රජන් බහුල නයිට්රයිඩ් විෂම ව්යුහ මාලාවක් සංවර්ධනය කර ඇත. විශේෂයෙන්, මෙම දියුණු 2D විෂම ව්යුහයන් අධෝරක්ත පරාසය තුළ වැඩි දියුණු කළ වර්ණාවලි අවශෝෂණය සහ ජලය, අම්ල සහ භෂ්ම ඇතුළු විවිධ ද්රාවණවල විශිෂ්ට රසායනික ස්ථායිතාව පෙන්නුම් කරයි. වඩාත් වැදගත් දෙය නම්, වැඩි දියුණු කළ වර්ණාවලි අවශෝෂණ තීව්රතාවය සහ අඩු තාප අලාභය හේතුවෙන්, MoS2-Mo5N6/ මෙලමයින් පෙන (MF) සූර්ය තාප උපාංගය ඉහළ වාෂ්පීකරණ අනුපාතය (2.31 kg m-2h-1) සහ පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව (106.6%) ප්රදර්ශනය කරන අතර ඒවා පිළිවෙලින් MoS2/MF සහ MF/ජල සූර්ය උපාංගවලට වඩා 1.4 සහ 4.7 ගුණයකින් වැඩි ය. මෙම කාර්යය සූර්ය ජල උත්පාදනය සඳහා විශිෂ්ට ප්රකාශ තාප කාර්ය සාධනයක් සහිත උසස් 2D-2D TMDs-නයිට්රජන් බහුල නයිට්රයිඩ් විෂම ව්යුහ මාලාවක් සපයයි. මෙම කෘතිය "සූර්ය ජල උත්පාදනය සඳහා සංක්රාන්ති ලෝහ ඩයිචල්කොජෙනයිඩ් සහ නයිට්රජන් බහුල නයිට්රයිඩවල උසස් 2D-2D විෂම ව්යුහයන්" ලෙස ඉහළම ජාත්යන්තර සඟරාවක් වන නැනෝ බලශක්තියේ ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.
සූර්ය ප්රකාශ තාප ජල වාෂ්පීකරණ තාක්ෂණය මගින් ගෝලීය පිරිසිදු ජල හිඟය විසඳනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, දැන් විසඳිය යුත්තේ අඩු වියදම් ප්රකාශ තාප ද්රව්ය සකස් කිරීම, ඉහළ කාර්යක්ෂම ක්රියාකාරිත්වය මෙන්ම ප්රායෝගික යෙදුම් පරිසරයන්හි භාවිතයේ ස්ථායිතාව සහ අතේ ගෙන යා හැකි හැකියාවයි, අනාගතයේ දී සියලු මනුෂ්ය වර්ගයාගේ මුල් ප්රයෝජනය සඳහා තවත් ප්රතිඵල බලාපොරොත්තු වේ!
මෙලමයින් ෆෝම් පිළිබඳ වැඩිදුර තොරතුරු සඳහා කරුණාකර [email protected] හි අප හා සම්බන්ධ වන්න හෝ +86-28-8411-1861 වෙත අප හා සම්බන්ධ වන්න.
සමහර පින්තූර සහ පෙළ අන්තර්ජාලයෙන් ප්රතිනිෂ්පාදනය කර ඇති අතර, ප්රකාශන අයිතිය මුල් කතුවරයා සතු වේ. කිසියම් උල්ලංඝනයක් තිබේ නම්, කරුණාකර මකා දැමීමට අප හා සම්බන්ධ වන්න.