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घूर्णन रिएक्टरों - रासायनिक कारखानों को स्वयं व्यवस्थित करना

केन्द्रापसारक बल और विभिन्न घनत्वों के तरल पदार्थों के उपयोग के लिए धन्यवाद, स्वयं-व्यवस्थित रासायनिक कारखानों को विकसित किया जा सकता है। पोलैंड द्वारा प्रस्तावित रिएक्टरों को कताई करने का विचार न केवल चतुर है, बल्कि सुंदर भी है। शोध को प्रतिष्ठित पत्रिका "नेचर" के कवर पर रखा गया था।

पोलिश-कोरियाई टीम ने दिखाया कि कैसे जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक पूरी श्रृंखला को एक ही समय में किया जा सकता है - जटिल संयंत्र प्रणालियों का सहारा लिए बिना ... केन्द्रापसारक बल। प्रकाशन के पहले लेखक डॉ। ओल्गीएर्ड साइबुलस्की, जो दक्षिण कोरिया में उल्सान नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (UNIST) में काम करता है।


एक घूमता हुआ रासायनिक रिएक्टर

- हम दिखाते हैं कि स्वयं-संगठित रासायनिक कारखानों को कैसे तैयार किया जाए - प्रकाशन के संवाददाता लेखक, प्रो। बार्टोसज़ ग्राज़ीबोस्की (यूएनआईएसटी और द इंस्टीट्यूट ऑफ आर्गेनिक केमिस्ट्री ऑफ़ द पोलिश एकेडमी ऑफ़ साइंसेज) का वर्णन करता है। वह जोड़ता है कि उसके पास पहले से ही एक विचार है कि इस तरह के एक रासायनिक कताई रिएक्टर को कैसे बनाया जाए ... बैटरी में तरल पदार्थ से लिथियम को पुनर्प्राप्त करने के लिए।

तथ्य यह है कि विभिन्न घनत्वों के तरल पदार्थ अनमिक्स परतों का निर्माण कर सकते हैं, यहां तक ​​कि दोपहर के भोजन के दौरान भी देखा जा सकता है - शोरबा को घूरते हुए। सूप का वसा ऊपर तैरता है क्योंकि यह सूप के पानी वाले हिस्से की तुलना में कम घना होता है।

घर पर, अधिक जटिल अनुभव हो सकता है: विभिन्न घनत्वों के कई तरल पदार्थ धीरे-धीरे एक बार में एक ही बर्तन में डाले जाते हैं। आप घने शहद, मेपल सिरप, डिश साबुन, पानी, वनस्पति तेल और यहां तक ​​कि सबसे दुर्लभ मिट्टी के तेल के साथ शुरू कर सकते हैं। यदि यह धीरे-धीरे पर्याप्त होता है, तो आप एक-दूसरे से अलग-अलग रंगों की परतें देखेंगे और इस (अखाद्य) तथाकथित घनत्व कॉलम में मिश्रित नहीं होंगे।
लेकिन अगर ऐसा घनत्व स्तंभ बहुत जल्दी, बहुत जल्दी घूमना शुरू कर देता है - एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर पोत को घुमाने के लिए (जैसे मिट्टी के बर्तन पर, लेकिन बहुत तेजी से - जैसे प्रति मिनट 2,6 हजार क्रांतियां), तो यह पता चलता है कि बाद की परतें संकेंद्रित हो जाती हैं बजता है। सबसे हल्का तरल पदार्थ व्यास में छोटा होता है और सेंट्रीफ्यूज के केंद्र के करीब रखा जाता है, जबकि घने को सेंट्रीफ्यूज के किनारे के करीब बड़े छल्ले में रखा जाता है। केन्द्रापसारक यहाँ एक महत्वपूर्ण कारक है क्योंकि केन्द्रापसारक बल तरल की सतह तनाव पर हावी होने लगता है। बहुत पतली तरल परतें - 0,15 मिमी या उससे भी पतली तक - मिश्रण के जोखिम के बिना प्राप्त की जा सकती हैं। यदि तरल का घनत्व सही ढंग से चुना गया है, तो वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि एक अपकेंद्रित्र में 20 रंगीन छल्ले प्राप्त किए जा सकते हैं जो एक सामान्य अक्ष के चारों ओर घूमते हैं।

चित्र स्रोत: कवर प्रकृति: अनुच्छेद खंड 586 अंक 7827, 1 अक्टूबर 2020

स्व-संगठित कारखाने

घनत्व का कताई स्तंभ अपने आप में एक अत्यंत सौंदर्यपूर्ण भौतिक प्रयोग है। हालांकि, प्रो। बार्टोज़ ग्रेसबोस्की और उनकी टीम ने दिखाया है कि रसायनशास्त्री इसका कितना उपयोग कर सकते हैं। विभिन्न घनत्वों के घूर्णन तरल पदार्थ बनाए जा सकते हैं ताकि उनमें से प्रत्येक में एक अलग अभिकर्मक हो जो रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक हो।

मान लेते हैं कि एक रासायनिक यौगिक को केंद्रापसारक के केंद्र में डाला जाता है। यह अपकेंद्रित्र के माध्यम से फैलता है और दुर्लभ, अंतरतम परत के संपर्क पर फैलाना शुरू कर देता है। लेकिन यहीं से रासायनिक प्रतिक्रिया होती है और एक नया रसायन बनता है। यह भी प्रसार शुरू करता है और अगले, सघनता की परत तक पहुंचता है, जहां अगली रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। एक अन्य उत्पाद बनाया जाता है। और इसलिए जब तक हम शुरुआती उत्पाद से अंत उत्पाद प्राप्त नहीं करते हैं।



कताई घनत्व कॉलम के लिए धन्यवाद, कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक के बाद एक सहज रूप से होती हैं। प्रयोगों की कोई श्रृंखला नहीं, कई कंटेनरों, मिक्सर या ट्यूबों की आवश्यकता होती है।

चूँकि छल्ले बहुत पतले होते हैं और उनका संपर्क क्षेत्र बड़ा होता है, छल्ले के बीच के कनेक्शन का प्रसार अपेक्षाकृत कम समय में होता है (स्तंभ के स्थिर होने की तुलना में बहुत कम)।
संभव अनुप्रयोग

प्रो। ग्रेज़बोस्की बताते हैं कि ऐसे स्व-संगठित रासायनिक संयंत्र औद्योगिक अनुप्रयोग पा सकते हैं - उदाहरण के लिए मिश्रण से घटकों के पृथक्करण के लिए। प्रकृति में एक प्रकाशन में, शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि इस तरह के कताई प्रयोग में किण्वित पौध से अमीनो एसिड (प्रोटीन घटक) कैसे प्राप्त किए जा सकते हैं।

- इसी तरह, बैटरी के बाद मिश्रण से लिथियम की वसूली के लिए भी यह किया जा सकता है। और ऐसा करने के लिए अभी भी कोई अच्छा तरीका नहीं है, “रसायनज्ञ कहते हैं।