मोहाली के इंस्टिट्यूट ऑफ़ नैनो साइंस एंड टेक्नोलॉजी (INST) के रिसर्चर्स ने एक सस्टेनेबल कैटेलिटिक फ़िल्टर बनाया है जो डाइ-कंटैमिनेटेड वेस्टवॉटर को ट्रीट करने के लिए ज़िंक ऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स को बायोडिग्रेडेबल नैनोफ़ाइबर के साथ मिलाता है।

यह टेक्नोलॉजी पॉल्यूटेंट डिग्रेडेशन को बढ़ाने के लिए लाइट और मैकेनिकल वाइब्रेशन का इस्तेमाल करती है, जबकि मशीन लर्निंग इसके डाई-डीकलराइज़ेशन परफॉर्मेंस का अनुमान लगाने में मदद करती है। यह रिसर्च एडवांस्ड फंक्शनल मैटेरियल्स जर्नल में पब्लिश हुई थी।

INST, जो साइंस और टेक्नोलॉजी डिपार्टमेंट के तहत एक ऑटोनॉमस इंस्टीट्यूट है, ने इंडस्ट्रीज़, खासकर टेक्सटाइल से निकलने वाले लगातार ऑर्गेनिक रंगों से निपटने के लिए यह मटीरियल बनाया है। ये कंपाउंड टॉक्सिक, केमिकली स्टेबल और नेचुरल डिग्रेडेशन के लिए रेजिस्टेंट हो सकते हैं।

एड्सॉर्प्शन, सेडिमेंटेशन और फ्लोक्यूलेशन जैसे पारंपरिक ट्रीटमेंट, पॉल्यूटेंट्स को नष्ट किए बिना उन्हें अलग कर सकते हैं, जबकि बहुत स्टेबल डाइज़ के लिए बायोलॉजिकल ट्रीटमेंट धीमा हो सकता है।

फोटोकैटलिसिस, हल्के हालात में पॉल्यूटेंट्स को कम करके एक विकल्प देता है। हालांकि, पुराने सिस्टम को नैनोपार्टिकल कैटलिस्ट को रिकवर करने, उन्हें ट्रीट किए गए पानी से अलग करने और पॉल्यूटेंट्स के साथ अच्छे से संपर्क बनाए रखने में मुश्किलें आती हैं। उनकी परफॉर्मेंस रोशनी की मौजूदगी और इलेक्ट्रॉन-होल रीकॉम्बिनेशन से भी सीमित हो सकती है।

इन चुनौतियों से निपटने के लिए, रिसर्चर्स ने जिंक ऑक्साइड, या ZnO, नैनोपार्टिकल्स को पोरस पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA) नैनोफाइबर के अंदर इमोबिलाइज़ किया और लाइट के साथ मैकेनिकल एक्साइटेशन शुरू किया।

मैकेनिकल वाइब्रेशन से पीज़ोइलेक्ट्रिक पोलराइज़ेशन पैदा हुआ, जिससे लाइट से पैदा हुए इलेक्ट्रॉन और होल्स का रीकॉम्बिनेशन दब गया और पॉल्यूटेंट डिग्रेडेशन में शामिल रिएक्टिव स्पीशीज़ का बनना बढ़ गया।

डॉ. अविरू कुमार बसु की लैब ने हल्दी के अर्क का इस्तेमाल करके ZnO नैनोपार्टिकल्स को सिंथेसाइज़ किया। करक्यूमिन, फ्लेवोनोइड्स और फेनोलिक कंपाउंड्स जैसे कुदरती तौर पर पाए जाने वाले कंपाउंड्स ने रिड्यूसिंग और स्टेबलाइजिंग एजेंट्स के तौर पर काम किया, जिससे नुकसानदायक रिएजेंट्स वाले सिंथेसिस तरीकों से बचा जा सका।

टीम ने आसानी से फैले हुए ZnO पाउडर के बजाय, एक पोरस, हाई-सरफेस-एरिया और मैकेनिकली स्टेबल PLA-ZnO मेम्ब्रेन बनाने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग का इस्तेमाल किया।

मिली-जुली लाइट और अल्ट्रासोनिक एक्साइटेशन में, नैनोफाइबर ने 120 मिनट के अंदर MB डाई का 98.6% और CR डाई का 96.7% डीकलराइज़ेशन किया।

इस मटीरियल ने एंटीबैक्टीरियल एक्टिविटी भी दिखाई, जिसने छह घंटे बाद लगभग 75% E. coli और 71% S. aureus को इनएक्टिवेट कर दिया।

वेवलेंथ, ट्रीटमेंट टाइम, कैटलिस्ट क्वांटिटी, अल्ट्रासोनिक फ्रीक्वेंसी, लाइट इंटेंसिटी और डाई कंसंट्रेशन जैसे पैरामीटर्स का इस्तेमाल करके डाई-डीकलराइजेशन बिहेवियर का अनुमान लगाने के लिए एक्सपेरिमेंटल स्टडी में मशीन लर्निंग को इंटीग्रेट किया गया था।

रिसर्चर्स ने टेक्सटाइल और इंडस्ट्रियल वेस्टवॉटर के ट्रीटमेंट में संभावित एप्लीकेशन की पहचान की, जिसमें परसिस्टेंट डाई और माइक्रोबियल कंटैमिनेंट्स होते हैं, साथ ही एनवायरनमेंटल रेमेडिएशन और एंटीबैक्टीरियल वॉटर-ट्रीटमेंट मेम्ब्रेन में भी।