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फूटने वाले बुलबुले पानी से हवा में बैक्टीरिया छोड़ते हैं: अध्ययन बैक्टीरिया के फैलाव की नई विधा दिखाता है.

जहाँ कहीं पानी है, सतह पर तैरते बुलबुले होना तय है. खड़े पोखरों से, झील, और धाराएं, स्विमिंग पूल के लिए, गर्म टब, सार्वजनिक फव्वारे, और शौचालय, बुलबुले सर्वव्यापी हैं, घर के अंदर और बाहर. एक नए एमआईटी अध्ययन से पता चलता है कि बैक्टीरिया से दूषित बुलबुले छोटे माइक्रोबियल ग्रेनेड के रूप में कैसे कार्य कर सकते हैं, सूक्ष्मजीवों को फोड़ना और लॉन्च करना, संभावित रोगजनकों सहित, पानी से बाहर और हवा में.

पढ़ाई में, पत्रिका में आज प्रकाशित शारीरिक समीक्षा पत्र, शोधकर्ताओं ने पाया कि बैक्टीरिया बुलबुले की लंबी उम्र को प्रभावित कर सकते हैं: पानी की सतह पर तैरने वाला बैक्टीरिया से ढका बुलबुला से अधिक समय तक रह सकता है 10 एक असंदूषित व्यक्ति की तुलना में कई गुना लंबा, सेकंड के बजाय मिनटों तक बने रहना. इस समय के दौरान, दूषित बुलबुले की टोपी पतली हो जाती है. बुलबुला जितना पतला, बुलबुला अनिवार्य रूप से फटने पर बूंदों की संख्या जितनी अधिक होगी, वह हवा में लॉन्च हो सकती है. एक बूंद, शोधकर्ताओं का अनुमान है, हजारों सूक्ष्मजीवों तक ले जा सकता है, और प्रत्येक बुलबुला सैकड़ों बूंदों का उत्सर्जन कर सकता है.

एमआईटी शोधकर्ताओं ने पाया है कि बैक्टीरिया बुलबुले की लंबी उम्र को प्रभावित कर सकते हैं. शोधकर्ताओं की छवि सौजन्य

"हमने पाया कि बैक्टीरिया इंटरफेस में इस तरह से हेरफेर कर सकते हैं जो अपने स्वयं के पानी से हवा के फैलाव को बढ़ा सकते हैं",लिडिया बोरौइबा कहते हैं, सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर और रोग संचरण प्रयोगशाला के द्रव गतिशीलता के निदेशक.

पेपर पर बोरौइबा के सह-लेखक स्नातक छात्र स्टीफन पोलैन हैं.

पानी में कुछ

Bourouiba ने पिछले कई वर्षों को सावधानीपूर्वक उत्पन्न करने में बिताया है, इमेजिंग, और स्वच्छ विशेषता, असंदूषित बुलबुले, सामान्य बुलबुला व्यवहार की आधार रेखा स्थापित करने के लक्ष्य के साथ.

"हमें सबसे पहले स्वच्छ बुलबुले के भौतिकी को समझना पड़ा, इससे पहले कि हम बैक्टीरिया जैसे जीवों को जोड़ सकें, यह देखने के लिए कि सिस्टम पर उनका क्या प्रभाव पड़ता है,"बौरौइबा कहते हैं.

जैसा होता है, शोधकर्ताओं ने पहली बार गलती से बैक्टीरिया के प्रभाव को देखा. टीम एक नए लैब स्पेस में जाने के बीच में थी, और फेरबदल में, पानी का एक बीकर खुले में छोड़ दिया गया था. जब शोधकर्ता ने बाद के प्रयोगों में इसका प्रयोग किया, परिणाम वे नहीं थे जिनकी टीम को उम्मीद थी.

"इस पानी से उत्पन्न बुलबुले अधिक लंबे समय तक जीवित रहते थे और विशिष्ट स्वच्छ पानी के बुलबुले की तुलना में एक अजीबोगरीब पतले विकास थे","कोल्ट कहते हैं.

बोरौइबा को संदेह था कि पानी दूषित हो गया है, और टीम ने जल्द ही उसकी परिकल्पना की पुष्टि की. उन्होंने पानी का विश्लेषण किया और बैक्टीरिया के सबूत पाए जो स्वाभाविक रूप से घर के अंदर मौजूद हैं.

रस प्रभाव

बुलबुले पर बैक्टीरिया के प्रभाव का सीधे अध्ययन करने के लिए, टीम ने एक प्रयोग स्थापित किया जिसमें उन्होंने पानी और विभिन्न बैक्टीरिया प्रजातियों के समाधान के साथ एक कॉलम भर दिया, समेत इ. कोलाई. शोधकर्ताओं ने एक वायु पंप के साथ बुलबुले उत्पन्न करने के लिए एक प्रणाली विकसित की, एक बार में एक, कॉलम के अंदर, प्रत्येक बुलबुले की मात्रा और आकार को नियंत्रित करने के लिए. जब एक बुलबुला सतह पर चढ़ गया, टीम ने अपने व्यवहार को पकड़ने के लिए ऑप्टिकल तकनीकों की एक श्रृंखला के साथ उच्च गति इमेजिंग का उपयोग किया, सतह पर और जैसे ही यह फट गया.

शोधकर्ताओं ने देखा कि, एक बार एक बुलबुला दूषित इ. कोलाईइसे पानी की सतह पर बना दिया, अपनी सतह, या टोपी, तुरंत पतला होने लगा, ज्यादातर वापस पानी में बहाकर, चॉकलेट के पिघलने वाले खोल की तरह. यह व्यवहार अदूषित बुलबुले के समान था.

लेकिन दूषित बुलबुले सतह पर से अधिक बने रहे 10 असंदूषित बुलबुले से कई गुना अधिक. और एक महत्वपूर्ण समय के बाद, बैक्टीरिया से भरे बुलबुले बहुत तेजी से पतले होने लगे. बोरौइबा को संदेह था कि यह स्वयं बैक्टीरिया नहीं हो सकता है, लेकिन वे क्या छिपाते हैं, जो बुलबुले को अधिक समय तक रोके रखता है.

"जीवाणु जीवित हैं", और कुछ भी जीवित की तरह, वे बर्बाद करते हैं, और वह कचरा आम तौर पर कुछ ऐसा होता है जो संभावित रूप से बुलबुले के इंटरफेस के साथ बातचीत कर सकता है,"बौरौइबा कहते हैं. "तो हमने जीवों को उनके 'रस' से अलग कर दिया।"

शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया को उनके स्राव से दूर किया, फिर अपने प्रयोगों को दोहराया, बैक्टीरिया के स्राव का उपयोग करना. जैसे ही बौरौइबा को शक हुआ, अकेले स्राव वाले बुलबुले साफ बुलबुले की तुलना में अधिक समय तक चलते हैं. स्राव, समूह ने निष्कर्ष निकाला, बुलबुले के जीवनकाल को बढ़ाने में महत्वपूर्ण घटक होना चाहिए. पर कैसे?

फिर से, बौरौइबा की एक परिकल्पना थी: बुलबुले की सतह के तनाव को कम करने के लिए जीवाणु स्राव कार्य कर सकते हैं, इसे और अधिक लोचदार बनाना, गड़बड़ी के लिए अधिक प्रतिरोधी, और अंत में, पानी की सतह पर अधिक समय तक रहने की संभावना. यह व्यवहार, उसने नोट किया, सतह-सक्रिय यौगिकों के समान था, या सर्फेक्टेंट, जैसे कि डिटर्जेंट में यौगिक जो साबुन के बुलबुले बनाते हैं.

इस विचार का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रयोगों को दोहराया, इस बार सामान्य सिंथेटिक सर्फेक्टेंट के लिए बैक्टीरिया की अदला-बदली करके, और पाया कि वे भी लंबे समय तक चलने वाले बुलबुले पैदा करते हैं जो एक निश्चित समय अवधि के बाद नाटकीय रूप से पतले भी हो जाते हैं. इस प्रयोग ने पुष्टि की कि बैक्टीरिया के स्राव दूषित बुलबुले के जीवनकाल को बढ़ाने वाले सर्फेक्टेंट के रूप में कार्य करते हैं.

शोधकर्ताओं ने तब एक दूषित बुलबुले के पतले होने की दर में भारी बदलाव के लिए एक स्पष्टीकरण की तलाश की. साफ बुलबुले में, टोपी का पतला होना ज्यादातर जल निकासी का परिणाम था, चूंकि टोपी में पानी ज्यादातर उस तरल पदार्थ में वापस चला जाता है जिससे बुलबुला उठ गया था. ऐसे बुलबुले सेकंड के क्रम में रहते हैं, और बुलबुले के पतले होने पर उनकी जल निकासी की गति लगातार धीमी हो जाती है.

लेकिन अगर एक बुलबुला एक महत्वपूर्ण समय से पहले रहता है, जल निकासी की तुलना में वाष्पीकरण अधिक प्रभावी भूमिका निभाने लगता है, अनिवार्य रूप से बुलबुले की टोपी से पानी के अणुओं को शेव करना. शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि, अगर एक बुलबुले में बैक्टीरिया होता है, बैक्टीरिया और उनके स्राव, एक बुलबुले को पानी की सतह पर अधिक समय तक बनाए रखें - इतना लंबा कि वाष्पीकरण बुलबुले की टोपी को पतला करने में जल निकासी से अधिक महत्वपूर्ण हो जाए.

जैसे-जैसे बुलबुले की टोपी पतली होती जाती है, जब यह अनिवार्य रूप से फट जाएगा तो बूंदें छोटी हो जाएंगी, और तेज, और अधिक असंख्य. टीम ने पाया कि एक बैक्टीरिया से भरा बुलबुला बना सकता है 10 कई गुना अधिक बूंदें, जो हैं 10 गुना छोटा और बेदखल 10 एक साफ बुलबुला जितना पैदा कर सकता है उससे कई गुना तेज. यह सैकड़ों बूंदों के बराबर है जो केवल कुछ दर्जनों माइक्रोन को मापते हैं और जो के क्रम की गति से उत्सर्जित होते हैं 10 मीटर प्रति सेकंड.

"यांत्रिकी [बौरौइबा] पहचान भी काम पर है जब समुद्र की सतह पर फोम के बुलबुले फूटते हैं,एंड्रिया प्रोस्पेरेटी कहते हैं, ह्यूस्टन विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, जो शोध में शामिल नहीं था. "इन छोटी फिल्म बूंदों का आकार निर्धारित करता है कि उन्हें कितनी अच्छी तरह उठाया जा सकता है और हवा से ले जाया जा सकता है". इस प्रक्रिया का जलवायु और मौसम पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है. वही मूल प्रक्रिया समुद्र में तेल रिसाव के स्वास्थ्य खतरों को प्रभावित करती है: छोटी फिल्म की बूंदों में तेल से खतरनाक रसायन होते हैं, जो तटीय क्षेत्रों में लोगों और जानवरों द्वारा साँस ली जा सकती है. इसलिए, ये विनम्र, छोटी बूंदों ने जीवन के लिए महत्वपूर्ण कई प्रक्रियाओं में परिणामों को बड़ा कर दिया है।"


स्रोत: एचटीटीपी://news.mit.edu, जेनिफर चु द्वारा

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