◎ بٹن کے چھونے پر سمندر کے پانی سے پینے کے پانی تک |ایم آئی ٹی نیوز

Massachusetts Institute of Technology پریس آفس کی ویب سائٹ سے ڈاؤن لوڈ کی گئی تصاویر غیر منافع بخش تنظیموں، میڈیا اور عوام کے لیے Creative Commons Attribution Non Commercial No Derivatives License کے تحت دستیاب ہیں۔آپ فراہم کردہ تصاویر میں تب تک ترمیم نہیں کر سکتے جب تک کہ انہیں درست سائز میں نہ تراش لیا جائے۔تصاویر چلاتے وقت کریڈٹ کا استعمال کیا جانا چاہیے؛اگر یہ نیچے درج نہیں ہے تو تصویر کو "MIT" سے جوڑیں۔
میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین نے 10 کلوگرام سے کم وزن کا ایک پورٹیبل صاف کرنے والا آلہ تیار کیا ہے جو پینے کا پانی بنانے کے لیے ذرات اور نمک کو ہٹاتا ہے۔
سوٹ کیس کے سائز کا آلہ فون چارجر سے کم طاقت استعمال کرتا ہے اور اسے ایک چھوٹے پورٹیبل سولر پینل سے بھی چلایا جا سکتا ہے جسے تقریباً 50 ڈالر میں آن لائن خریدا جا سکتا ہے۔یہ خود بخود پینے کا پانی تیار کرتا ہے جو عالمی ادارہ صحت کے معیارات سے زیادہ ہے۔ٹیکنالوجی کو ایک صارف دوست ڈیوائس میں پیک کیا گیا ہے جو کہ پر کام کرتا ہے۔ایک بٹن دبائیں.
دیگر پورٹیبل واٹر میکرز کے برعکس جنہیں فلٹر سے گزرنے کے لیے پانی کی ضرورت ہوتی ہے، یہ آلہ پینے کے پانی سے ذرات کو نکالنے کے لیے بجلی کا استعمال کرتا ہے۔فلٹر کی تبدیلی کی ضرورت نہیں ہے، طویل مدتی دیکھ بھال کی ضرورت کو بہت کم کر دیتا ہے۔
یہ یونٹ کو دور دراز اور انتہائی وسائل سے تنگ علاقوں میں تعینات کرنے کی اجازت دے سکتا ہے، جیسے چھوٹے جزیروں پر موجود کمیونٹیز یا آف شور کارگو جہازوں پر سوار۔اسے قدرتی آفات سے بھاگنے والے پناہ گزینوں یا طویل مدتی فوجی کارروائیوں میں شامل فوجیوں کی مدد کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
"یہ واقعی میرے اور میری ٹیم کے 10 سالہ سفر کا اختتام ہے۔کئی سالوں سے ہم مختلف صفائی کے عمل کے پیچھے طبیعیات پر کام کر رہے ہیں، لیکن ان تمام پیشرفت کو ایک خانے میں ڈال کر، ایک نظام کی تعمیر اور اسے سمندر میں کر رہے ہیں۔یہ میرے لیے بہت فائدہ مند اور فائدہ مند تجربہ رہا ہے،" سینئر مصنف جونگیون ہان نے کہا، جو الیکٹریکل انجینئرنگ، کمپیوٹر سائنس، اور بائیو انجینئرنگ کے پروفیسر اور الیکٹرانکس ریسرچ لیبارٹری (RLE) کے رکن ہیں۔
خان کے ساتھ پہلے مصنف جنگیو یون، RLE فیلو، Hyukjin J. Kwon، سابق پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو، Sungku Kang، Northeastern University میں پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو، اور US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) ایرک بریک شامل تھے۔یہ مطالعہ جرنل انوائرمینٹل سائنس اینڈ ٹیکنالوجی میں آن لائن شائع ہوا تھا۔
یون نے وضاحت کی کہ کمرشل پورٹیبل ڈی سیلینیشن پلانٹس کو عام طور پر فلٹرز کے ذریعے پانی کو چلانے کے لیے ہائی پریشر پمپس کی ضرورت ہوتی ہے، جن کو یونٹ کی توانائی کی کارکردگی پر سمجھوتہ کیے بغیر چھوٹا کرنا مشکل ہوتا ہے۔
اس کے بجائے، ان کا آلہ ایک تکنیک پر مبنی ہے جسے ion-concentration polarization (ICP) کہا جاتا ہے، جس کا آغاز خان کے گروپ نے 10 سال پہلے کیا تھا۔پانی کو فلٹر کرنے کے بجائے، ICP عمل آبی گزرگاہ کے اوپر اور نیچے واقع جھلی پر برقی میدان کا اطلاق کرتا ہے۔جب مثبت یا منفی چارج شدہ ذرات، بشمول نمک کے مالیکیول، بیکٹیریا اور وائرس، جھلی سے گزرتے ہیں، تو وہ اس سے پیچھے ہٹ جاتے ہیں۔چارج شدہ ذرات کو پانی کے دوسرے دھارے میں لے جایا جاتا ہے، جو آخر کار باہر نکل جاتا ہے۔
یہ عمل تحلیل شدہ اور معلق ٹھوس چیزوں کو ہٹاتا ہے، جس سے صاف پانی چینلز سے گزرتا ہے۔چونکہ اس کے لیے صرف کم پریشر پمپ کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ICP دیگر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں کم توانائی استعمال کرتا ہے۔
لیکن ICP ہمیشہ چینل کے بیچ میں تیرنے والے تمام نمک کو نہیں ہٹاتا ہے۔لہذا محققین نے باقی نمک کے آئنوں کو ہٹانے کے لئے الیکٹرو ڈائلیسس نامی دوسرا عمل نافذ کیا۔
یون اور کانگ نے ICP اور الیکٹرو ڈائلیسس ماڈیولز کا کامل امتزاج تلاش کرنے کے لیے مشین لرننگ کا استعمال کیا۔بہترین سیٹ اپ دو مراحل کے ICP عمل پر مشتمل ہوتا ہے جہاں پہلے مرحلے میں پانی چھ ماڈیولز سے گزرتا ہے، پھر دوسرے مرحلے میں تین ماڈیولز سے گزرتا ہے، اس کے بعد الیکٹرو ڈائلیسس عمل ہوتا ہے۔اس سے توانائی کی کھپت کم ہوتی ہے جبکہ عمل کو خود سے صاف کیا جاتا ہے۔
"اگرچہ یہ سچ ہے کہ کچھ چارج شدہ ذرات آئن ایکسچینج جھلی کے ذریعہ پکڑے جاسکتے ہیں، اگر وہ پھنس جائیں تو، ہم آسانی سے برقی میدان کی قطبیت کو تبدیل کرکے چارج شدہ ذرات کو آسانی سے ہٹا سکتے ہیں،" یون نے وضاحت کی۔
انہوں نے اپنی توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور پورٹیبل یونٹوں میں فٹ ہونے کی اجازت دینے کے لیے ICP اور الیکٹرو ڈائلیسس ماڈیولز کو سکڑ کر رکھ دیا۔محققین نے غیر ماہرین کے لیے ایک ایسا آلہ تیار کیا ہے جو صرف ایک کے ساتھ خودکار صفائی اور صفائی کا عمل شروع کر سکتا ہے۔بٹن.ایک بار جب نمکیات اور ذرات کی گنتی مخصوص حد سے نیچے آجاتی ہے، ڈیوائس صارفین کو مطلع کرتی ہے کہ پانی پینے کے لیے تیار ہے۔
محققین نے ایک اسمارٹ فون ایپ بھی بنائی ہے جو وائرلیس طور پر ڈیوائس کو کنٹرول کرتی ہے اور توانائی کی کھپت اور پانی کی نمکیات سے متعلق ریئل ٹائم ڈیٹا کی رپورٹ کرتی ہے۔
لیبارٹری کے تجربات کے بعد مختلف ڈگریوں کے پانی کے ساتھ نمکیات اور گندگی (ٹربائڈیٹی)، ڈیوائس کا بوسٹن کے کارسن بیچ پر میدان میں تجربہ کیا گیا۔
یون اور کوون نے باکس کو کنارے پر رکھا اور فیڈر کو پانی میں گرا دیا۔تقریباً آدھے گھنٹے کے بعد، ڈیوائس نے پینے کے صاف پانی سے پلاسٹک کا کپ بھر دیا۔
"یہ بہت دلچسپ اور حیران کن تھا کہ یہ پہلی لانچ میں بھی کامیاب رہا۔لیکن میرے خیال میں ہماری کامیابی کی بنیادی وجہ ان تمام چھوٹی چھوٹی بہتریوں کا جمع ہونا ہے جو ہم نے راستے میں کی ہیں،” خان نے کہا۔
نتیجے میں آنے والا پانی عالمی ادارہ صحت کے معیار کے معیار سے تجاوز کر جاتا ہے، اور تنصیب معلق ٹھوس کی مقدار کو کم از کم 10 گنا کم کر دیتی ہے۔ان کا پروٹو ٹائپ 0.3 لیٹر فی گھنٹہ کی شرح سے پینے کا پانی پیدا کرتا ہے اور صرف 20 واٹ گھنٹے فی لیٹر استعمال کرتا ہے۔
خان کے مطابق، پورٹیبل سسٹم کو تیار کرنے میں سب سے بڑا چیلنج ایک بدیہی ڈیوائس بنانا ہے جسے کوئی بھی استعمال کر سکے۔
یون کو امید ہے کہ وہ ایک اسٹارٹ اپ کے ذریعے ٹیکنالوجی کو تجارتی بنانے کا ارادہ رکھتا ہے تاکہ وہ ڈیوائس کو مزید صارف دوست بنانے اور اس کی توانائی کی کارکردگی اور کارکردگی کو بہتر بنائے۔
لیب میں، خان ان اسباق کو لاگو کرنا چاہتے ہیں جو انہوں نے گزشتہ ایک دہائی کے دوران سیکھے ہیں پانی کے معیار کے مسائل، جیسے کہ پینے کے پانی میں آلودگیوں کا تیزی سے پتہ لگانا۔
انہوں نے کہا، "یہ یقینی طور پر ایک دلچسپ منصوبہ ہے اور مجھے اب تک کی پیشرفت پر فخر ہے، لیکن ابھی بہت کام کرنا باقی ہے۔"
مثال کے طور پر، جب کہ "الیکٹرو میمبرین کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے پورٹیبل سسٹمز کی ترقی آف گرڈ چھوٹے پیمانے پر پانی کو صاف کرنے کا ایک اصل اور دلچسپ راستہ ہے،" آلودگی کے اثرات، خاص طور پر اگر پانی میں گندگی زیادہ ہے، دیکھ بھال کی ضروریات اور توانائی کے اخراجات میں نمایاں اضافہ کر سکتے ہیں۔ نیو یارک یونیورسٹی کے ابوظہبی واٹر ریسرچ سینٹر کے پروفیسر انجینئر اور ڈائریکٹر ندال ہلال نوٹ کرتے ہیں، جو اس مطالعے میں شامل نہیں تھے۔
"ایک اور حد مہنگے مواد کا استعمال ہے،" انہوں نے مزید کہا۔"سستے مواد کا استعمال کرتے ہوئے اسی طرح کے نظام کو دیکھنا دلچسپ ہوگا۔"
اس مطالعہ کو جزوی طور پر DEVCOM سولجر سنٹر، عبداللطیف جمیل واٹر اینڈ فوڈ سسٹمز لیبارٹری (J-WAFS)، تجرباتی مصنوعی ذہانت میں نارتھ ایسٹرن یونیورسٹی پوسٹ ڈاکیٹرل فیلوشپ پروگرام، اور آر یو انسٹی ٹیوٹ آف آرٹیفیشل انٹیلی جنس نے مالی اعانت فراہم کی۔
فارچیون کے ایان ماؤنٹ کے مطابق، MIT کی الیکٹرانکس ریسرچ لیبارٹری کے محققین نے ایک پورٹیبل واٹر میکر تیار کیا ہے جو سمندری پانی کو پینے کے محفوظ پانی میں بدل سکتا ہے۔ماؤنٹ لکھتے ہیں کہ تحقیقی سائنسدان جونگیون خان اور گریجویٹ طالب علم بروس کرافورڈ نے پروڈکٹ کو تجارتی بنانے کے لیے نونا ٹیکنالوجیز کی بنیاد رکھی۔
میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی کے محققین نے "ایک فری فلوٹنگ ڈی سیلینیشن ڈیوائس تیار کی ہے جس میں بخارات کی متعدد تہوں پر مشتمل ہے جو پانی کے بخارات کے گاڑھا ہونے سے گرمی کو بحال کرتا ہے ، جس سے اس کی مجموعی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے ،" سی این این کی رپورٹ کے نیل نیل لیوس نے بتایا۔لیوس نے لکھا، "محققین کا مشورہ ہے کہ اسے سمندر میں تیرتے ہوئے پینل کے طور پر ترتیب دیا جا سکتا ہے، تازہ پانی کو کنارے تک پائپ کیا جا سکتا ہے، یا اسے سمندری پانی کے ٹینک میں استعمال کرتے ہوئے کسی ایک گھر کی خدمت کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے،" لیوس نے لکھا۔
ایم آئی ٹی کے محققین نے ایک سوٹ کیس کے سائز کا پورٹیبل صاف کرنے والا آلہ تیار کیا ہے جو کھارے پانی کو پینے کے پانی میں بدل سکتا ہے۔ایک بٹن دبائیں، فاسٹ کمپنی کے ایلیسویٹا ایم برینڈن کی رپورٹ۔برینڈن نے لکھا کہ یہ آلہ "دور دراز کے جزیروں، غیر ملکی کارگو جہازوں، اور یہاں تک کہ پانی کے قریب پناہ گزین کیمپوں کے لوگوں کے لیے ایک ضروری آلہ ہو سکتا ہے۔"
مدر بورڈ کے رپورٹر آڈری کارلٹن لکھتے ہیں کہ ایم آئی ٹی کے محققین نے "ایک فلٹر لیس، پورٹیبل ڈی سیلینیشن ڈیوائس تیار کی ہے جو شمسی توانائی سے پیدا ہونے والے برقی فیلڈز کو چارج شدہ ذرات جیسے نمک، بیکٹیریا اور وائرس کو ہٹانے کے لیے استعمال کرتی ہے۔"سطح سمندر میں اضافے کی وجہ سے قلت ہر ایک کے لیے بڑھتا ہوا مسئلہ ہے۔ہم تاریک مستقبل نہیں چاہتے، لیکن ہم لوگوں کو اس کے لیے تیار رہنے میں مدد کرنا چاہتے ہیں۔‘‘
ایم آئی ٹی کے محققین کے ذریعہ تیار کردہ ایک نیا پورٹیبل شمسی توانائی سے چلنے والا صاف کرنے والا آلہ پینے کا پانی تیار کرسکتا ہے۔ایک بٹن کا ٹچڈیلی بیسٹ کے ٹونی ہو ٹران کے مطابق۔"آلہ روایتی واٹر میکرز جیسے کسی فلٹر پر منحصر نہیں ہے،" ٹران نے لکھا۔"اس کے بجائے، یہ پانی سے معدنیات، جیسے نمک کے ذرات، کو نکالنے کے لیے پانی کو بجلی دیتا ہے۔"