IISER के वैज्ञानिक ने पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक की बोतलों से असामान्य धुएं रहित आतिशबाजी विकसित की
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IISER के वैज्ञानिक ने पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक की बोतलों से असामान्य धुएं रहित आतिशबाजी विकसित की

द बेटर इंडिया प्रकाशन साप्ताहिक श्रृंखला 'भारत ने यह आविष्कार किया?' के तहत भारतीय वैज्ञानिकों के विचारों और नवाचारों पर प्रकाश डालता है जिन्होंने आधुनिक जीवन को प्रभावित किया है। यह कहानी पारंपरिक आतिशबाजी से जुड़ी प्रदूषण की समस्या के समाधान पर केंद्रित है।

इस सवाल ने कि बिना धुएं और बारूद की गंध के विस्फोट का आनंद कैसे लिया जाए, इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड एजुकेशन एंड रिसर्च (IISER) मोहाली के रसायन विज्ञान के वैज्ञानिक डॉ. समरत घोष को एक अपरंपरागत समाधान खोजने के लिए प्रेरित किया। उनका उत्तर एक ऐसी आतिशबाजी है जो सामान्य उत्पादों की विशेषता वाले धुएं और ठोस कणों के उत्सर्जन के बिना परिचित दृश्य बनाने के लिए एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग करती है।

दिलचस्प बात यह है कि यह विकास एक ऐसी वस्तु से शुरू हुआ जिसे अधिकांश लोग आमतौर पर फेंक देते हैं - एक खाली प्लास्टिक की बोतल।

बोतलों के कचरे से नई प्रकार की आतिशबाजी तक

अक्टूबर 2017 में, आतिशबाजी से बढ़ते प्रदूषण और सुप्रीम कोर्ट के आदेश पर एनसीआर में इसके उपयोग पर अस्थायी प्रतिबंध के मद्देनजर, तत्कालीन केंद्रीय पर्यावरण मंत्री डॉ. हर्ष वर्धन ने वैज्ञानिकों से अधिक सुरक्षित विकल्प बनाने का आग्रह किया, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक आतिशबाजी भी शामिल थी।

डॉ. समरत ने इस चुनौती को स्वीकार किया। IISER मोहाली के रसायन विज्ञान विभाग में सहायक प्रोफेसर होने के नाते, उन्होंने दहन रसायन विज्ञान में अपने ज्ञान का उपयोग करके 'IISER-M' नामक धुएं रहित आतिशबाजी बनाने के लिए किया। पहले प्रोटोटाइप को पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक की बोतलों और विशेष रूप से विकसित ज्वलनशील यौगिक से बनाया गया था। रासायनिक पदार्थों की मानक पैकेजिंग के बजाय कागज के खोल में, इसका उपकरण एक छोटे लॉन्च तंत्र के माध्यम से कार्य करता था।

कार्य सिद्धांत इस प्रकार था: चिंगारी से सक्रिय होने पर, ज्वलनशील सामग्री जल उठती थी और दबाव बनाती थी, जो बोतल को रॉकेट की तरह ऊपर धकेलती थी। लॉन्च एक तेज धमाके के साथ होता था, जिससे पारंपरिक आतिशबाजी से जुड़े उत्साह का कुछ हिस्सा फिर से जीवंत हो जाता था। हालांकि, वास्तविक नवीनता इस प्रक्रिया के आसपास क्या हो रहा था, उसमें निहित थी।

यह आतिशबाजी कोई धुआं उत्सर्जित नहीं करती थी, कोई अवशेष नहीं छोड़ती थी, और यहां तक कि सुगंध भी दे सकती थी! सामान्य आतिशबाजी के विपरीत, घोष के सूत्र को इस तरह से डिज़ाइन किया गया था कि वह दृश्यमान धुआं या ठोस कण उत्पन्न न करे। इसके अलावा, उपकरण आतिशबाजी के सामान्य कचरे को पीछे नहीं छोड़ता था। एक अन्य असामान्य विशेषता ध्वनि स्तर को समायोजित करने की क्षमता थी, जिससे उपयोगकर्ताओं को विस्फोट की आवाज को ट्यून करने की अनुमति मिलती थी। ज्वलनशील सूत्र में उपयोग किए गए घटकों के आधार पर, उपकरण हवा में एक सुखद सुगंध छोड़ सकता था, जो परिचित बारूद की गंध को किसी अधिक सुगंधित चीज़ से बदल देता था।

टीम ने हवाई और जमीनी दोनों प्रोटोटाइप विकसित किए। उपकरण को इस तरह से भी डिज़ाइन किया गया था कि इसे पुन: उपयोग किया जा सके, क्योंकि बोतल प्रक्रिया के दौरान नष्ट नहीं होती थी, बल्कि लॉन्च होती थी।

अगले प्रयोग में कुछ अप्रत्याशित शामिल था

प्रोटोटाइप बनाने के एक साल बाद, घोष और उनकी टीम सूत्र को अधिक सुलभ बनाने के तरीकों का अध्ययन करने लगे। उनके अगले प्रयोग में आसुत गाय का मूत्र शामिल था। 2019 में, टीम ने इस घटक का उपयोग करके अपनी पर्यावरण-अनुकूल आतिशबाजी का एक सस्ता संस्करण विकसित किया। घोष के अनुसार, आसुत गाय के मूत्र को शामिल करने से ध्वनि, प्रकाश और उड़ान के गुणों में बदलाव किए बिना सूत्र की लागत 50% कम हो गई। टीम ने यह भी दावा किया कि उनका जैविक सूत्र ठोस कणों का उत्सर्जन नहीं करता है। IISER में दहन के दौरान निकलने वाली गैसों का विश्लेषण करने के लिए उत्सर्जन पर शोध किया जा रहा था। यह प्रयोग एक व्यावहारिक विचार से भी प्रेरित था: तकनीक को व्यापक रूप से अपनाने के लिए पर्याप्त रूप से सुलभ बनाना।

उत्सव पर एक अलग नजरिया

घोष के लिए, विचार कभी भी केवल एक और आतिशबाजी बनाने का नहीं था; लक्ष्य पारंपरिक उत्पादों से जुड़ी कुछ समस्याओं का समाधान करते हुए आतिशबाजी के कार्य सिद्धांत पर पुनर्विचार करना था। इस नवाचार में दिवाली से परे अनुप्रयोग की क्षमता भी थी। सैद्धांतिक रूप से, उपकरण का उपयोग कृषि खेतों से जानवरों को दूर भगाने या हवाई अड्डों के रनवे को साफ करने में सहायता के लिए किया जा सकता है। 2018 की रिपोर्टों के अनुसार, तकनीक अभी भी विकास के चरण में थी, और इसका व्यावसायीकरण और व्यापक प्रसार सुनिश्चित नहीं किया गया था। उस समय नवाचार पेटेंटिंग की प्रतीक्षा कर रहा था, और इसका व्यापक वाणिज्यिक उपयोग की ओर मार्ग एक प्रक्रिया बनी हुई थी।

हालांकि, शायद यही इस प्रयोग को दिलचस्प बनाता है: यह प्रदर्शित करता है कि कैसे सबसे परिचित परंपराओं में भी नए विचारों के लिए जगह हो सकती है। फेंकी गई प्लास्टिक की बोतल, वैज्ञानिक की जिज्ञासा और प्रदूषण को कम करने की इच्छा एक साथ मिलकर आतिशबाजी के प्रति हमारी धारणा को चुनौती देने के लिए एकजुट हुए। कौन जानता है? आगे के अनुसंधान और विकास के साथ, घोष जैसे नवाचार एक दिन दिवाली के उत्सव को हम सभी द्वारा साझा की जाने वाली हवा के प्रति थोड़ा अधिक जिम्मेदार बना सकते हैं।

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वैज्ञानिक ने दिल्ली में वायु प्रदूषण की 72 घंटे पहले चेतावनी प्रणाली विकसित की
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वैज्ञानिक ने दिल्ली में वायु प्रदूषण की 72 घंटे पहले चेतावनी प्रणाली विकसित की

दिल्ली में सर्दियों की सुबहों में क्षितिज अक्सर भूरे धुंध से ढका रहता है, हवा भारी हो जाती है, और यहां तक कि एक छोटी सैर भी बेचैनी पैदा कर सकती है। प्रदूषण के मौसम में लाखों निवासियों के लिए यह एक सामान्य घटना है।

सवाल यह था कि क्या वैज्ञानिक वायु गुणवत्ता बिगड़ने से पहले इसकी भविष्यवाणी कर सकते हैं। इस प्रश्न पर डॉ. सचिन गुडे, पुणे स्थित भारतीय उष्णकटिबंधीय मौसम विज्ञान संस्थान (IITM) के वैज्ञानिक थे।

गुडे ने भारत की वायु गुणवत्ता चेतावनी प्रणाली (AQEWS) के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। यह प्रणाली दिल्ली में चरम प्रदूषण घटनाओं का पूर्वानुमान 72 घंटे पहले लगा सकती है। यह प्रणाली IITM, भारतीय मौसम विज्ञान विभाग और राष्ट्रीय अल्पकालिक मौसम पूर्वानुमान केंद्र के संयुक्त कार्य का परिणाम है, जो अधिकारियों को वायुमंडल की बिगड़ती स्थिति के लिए तैयारी करने हेतु बहुमूल्य समय प्रदान करती है।

प्रदूषण का पूर्वानुमान होने से पहले

वायु प्रदूषण के कई स्रोत हैं: परिवहन से निकलने वाला धुआं, औद्योगिक उत्सर्जन, निर्माण धूल और फसल अवशेषों को जलाना। मौसम की स्थिति भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है; जब हवा धीमी होती है और वातावरण प्रदूषकों के फैलाव में बाधा डालता है, तो वे जमीन की सतह पर जमा हो सकते हैं।

इन कारकों की परस्पर क्रिया को समझना वायु रसायन विज्ञान और वायु गुणवत्ता मॉडलिंग के क्षेत्र में गुडे के काम का आधार है। AQEWS को उस हवा के लिए मौसम पूर्वानुमान के रूप में देखा जा सकता है जिसे हम सांस लेते हैं। सामान्य मौसम पूर्वानुमान के विपरीत, जो बारिश या तापमान परिवर्तन की भविष्यवाणी करता है, यह प्रणाली गणना करती है कि प्रदूषक वायुमंडल में कैसे स्थानांतरित होंगे, प्रतिक्रिया करेंगे और जमा होंगे।

इसके लिए, यह प्रणाली जमीनी निगरानी स्टेशनों के डेटा को उपग्रहों से जानकारी, मौसम के पूर्वानुमान और विभिन्न स्रोतों से उत्सर्जन अनुमानों के साथ जोड़ती है। फिर उन्नत कंप्यूटर मॉडल अगले तीन दिनों के लिए वायुमंडलीय स्थितियों और प्रदूषकों में परिवर्तनों का अनुकरण करते हैं। परिणाम छोटे कणों (PM2.5) जैसे वायु गुणवत्ता पूर्वानुमान होते हैं, जो फेफड़ों में गहराई तक प्रवेश करने में सक्षम होते हैं।

72 घंटे की चेतावनी क्यों मायने रखती है

इस प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण योगदान वह समय है जो यह सरकारी निकायों को उपाय करने के लिए देता है। जब प्रदूषण का स्तर तेजी से बढ़ता है, तो अधिकारियों को चरणबद्ध प्रतिक्रिया कार्य योजना (GRAP) के तहत निर्माण कार्यों को सीमित करने या कुछ औद्योगिक संचालन को कम करने जैसे कदम उठाने पड़ सकते हैं।

पूर्व पूर्वानुमान उन्हें इन हस्तक्षेपों के लिए तैयार होने की अनुमति देता है, बजाय इसके कि वे केवल तब प्रतिक्रिया करें जब वायु गुणवत्ता पहले ही खराब हो चुकी हो। इस प्रणाली को अक्टूबर 2018 में गंभीर प्रदूषण की घटनाओं का पूर्वानुमान लगाने और प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करने के लिए शुरू किया गया था।

वैज्ञानिक विकास अधिक विस्तृत पूर्वानुमानों की ओर भी बढ़े हैं। IITM ने उपग्रह और सतही अवलोकनों के साथ उन्नत मॉडलिंग तकनीकों का उपयोग करके दिल्ली के लिए 400 मीटर रिज़ॉल्यूशन के साथ वायु गुणवत्ता पूर्वानुमान परिचालन मॉडल लागू किए हैं। यह पूर्वानुमानों को पूरे शहर के औसत मान की तुलना में स्थानीय प्रदूषण उतार-चढ़ाव को अधिक सटीक रूप से दर्शाने की अनुमति देता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऐसे पूर्वानुमान अपने आप में प्रदूषण को समाप्त नहीं करते हैं। उनकी प्रभावशीलता इस बात पर निर्भर करती है कि अधिकारी प्राप्त जानकारी का उपयोग कैसे करते हैं और वे उत्सर्जन स्रोतों से कितनी सफलतापूर्वक निपटते हैं।

यह सारा प्रदूषण कहाँ से आता है?

प्रदूषण बिगड़ने का पूर्वानुमान लगाना केवल समस्या का एक हिस्सा है। वैज्ञानिकों को इसके मूल कारण को भी समझना होगा। विभिन्न प्रदूषण स्रोत अद्वितीय रासायनिक निशान छोड़ते हैं। वायुमंडलीय परिस्थितियों के संदर्भ में इन निशानों का अध्ययन करके, शोधकर्ता अधिक सटीक रूप से आकलन कर सकते हैं कि कौन से स्रोत खराब वायु गुणवत्ता में योगदान दे रहे हैं, जिससे नीति निर्माताओं को अधिक लक्षित उपाय करने में मदद मिलती है।

यह वायु गुणवत्ता प्रबंधन में सटीकता बढ़ाने के व्यापक वैज्ञानिक प्रयासों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो ध्यान को केवल प्रदूषण मापने से हटाकर उन कारकों को समझने पर केंद्रित करता है जो इसे उत्पन्न करते हैं। गुडे के लिए, जिनके शोध वायु रसायन विज्ञान को वायु गुणवत्ता, मानव स्वास्थ्य, वनस्पति और जलवायु से जोड़ते हैं, यह कार्य जटिल विज्ञान को जनता की दैनिक जरूरतों के करीब लाता है।

पूर्वानुमान कल साफ आसमान की गारंटी नहीं दे सकता है। हालांकि, यह जानना कि तीन दिनों में प्रदूषण बढ़ सकता है, अधिकारियों को तैयारी करने का अवसर देता है, और अन्य नागरिकों को इस बारे में अधिक स्पष्ट विचार देता है कि वे किस हवा में साँस लेने वाले हैं।

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