વિશ્વભરમાં પ્લાસ્ટિક કચરા દ્વારા ઉભો થયેલો મોટો પડકાર એક નવા તબક્કાની નજીક પહોંચી રહ્યો હોય તેવું લાગે છે. એન્જિનિયર મકસુદ રહેમાનના નેતૃત્વમાં સંશોધકોએ રાઇસ યુનિવર્સિટીના સહયોગથી બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલ બાયોપોલિમર વિકસાવ્યું છે. જે પરંપરાગત પ્લાસ્ટિકને ભૂતકાળની વાત બનાવી શકે છે. આ સફળતા વિશે સૌથી આકર્ષક બાબત એ છે કે પરિણામી સામગ્રી તે માત્ર અમુક વ્યાપારી ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિક જેટલું જ મજબૂત નથી, પરંતુ તે પણ માઇક્રોપ્લાસ્ટિક્સ અથવા પ્રદૂષિત અવશેષો છોડ્યા વિના તેને સંપૂર્ણપણે ડિગ્રેડ કરી શકાય છે., પેકેજિંગ અને મોટા પાયે વપરાશ ઉદ્યોગમાં બાકી રહેલા મુદ્દાઓમાંનો એક.
આ નવું બાયોમટીરિયલ પ્રતિષ્ઠિત પ્રકાશનમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું છે કુદરત કોમ્યુનિકેશન્સ કોમોના દર વર્ષે એકઠા થતા લાખો ટન પ્લાસ્ટિક કચરાનો તાત્કાલિક અને વ્યવહારુ પ્રતિભાવ ગ્રહ પર, જે ઇકોસિસ્ટમ અને હવા અને પાણીની ગુણવત્તા બંનેને જોખમમાં મૂકે છે.
એક બેક્ટેરિયલ દોરો જે કાચ અને કેટલીક ધાતુઓ સાથે સ્પર્ધા કરે છે
આ નવીનતાનો મુખ્ય ભાગ બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓમાં રહેલો છે નોવાસેટિમોનાસ હેન્સેનીઆ સુક્ષ્મસજીવો સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે સેલ્યુલોઝ રેસા નેનોમેટ્રિક ચોકસાઇ સાથે. નિયંત્રિત વાયુમિશ્રણ સાથે સિલિન્ડરમાં બેક્ટેરિયાના વિકાસ દરમિયાન આ તંતુઓને ગોઠવવાની મંજૂરી આપતી પ્રક્રિયાને કારણે, પરિણામી સામગ્રી એક પ્રાપ્ત કરે છે 436 MPa ની તાણ શક્તિ અને 32 GPa ની સ્થિતિસ્થાપકતાનું મોડ્યુલસ, એવા આંકડા જે ઉદ્યોગમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા અનેક પદાર્થો, જેમાં ફાઇબરગ્લાસનો સમાવેશ થાય છે, સાથે સ્પર્ધા કરે છે. આ બધું, પરંતુ ઘણી ઓછી ઘનતા અને સૌથી ઉપર, સંપૂર્ણ બાયોડિગ્રેડેબિલિટી સાથે.
બાયોપોલિમરની તકનીકી ક્ષમતાઓને વધારવા માટે, સંશોધકોએ રજૂ કર્યું બોરોન નાઇટ્રાઇડ નેનોશીટ્સ સેલ્યુલોઝ મેટ્રિક્સમાં. આ એક દ્વિ-પરિમાણીય સામગ્રી છે જેમાં ઉત્કૃષ્ટ યાંત્રિક અને થર્મલ વાહકતા ગુણધર્મો છે. આ સ્તરો બાયોપોલિમરની રચના દરમિયાન સંકલિત થાય છે, જે અંતિમ તાકાત 553 MPa સુધી વધારે છે અને ગરમીના વિસર્જનની કાર્યક્ષમતામાં ત્રણ ગણો વધારો કરે છેઆ સામગ્રીની શક્યતાઓ એટલી વ્યાપક છે કે તેનો ઉપયોગ બાયોડિગ્રેડેબલ કન્ટેનર અને બેગથી લઈને લવચીક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ અને બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સના ઘટકો સુધીના વિવિધ ઉપયોગો માટે થાય છે.
વધુમાં, બાયોકોમ્પેટીબલ અને પારદર્શક હોવાથી, સામગ્રી સાબિત થઈ છે કે ઘા પર પાટો બાંધવો, ભેજ જાળવી રાખવામાં સુધારો અને હીલિંગ પ્રક્રિયાઓમાં પ્રવેગ જોવા મળ્યો.
બહુમુખી ઉપયોગો: પેકેજિંગથી દવા સુધી
બાયોપોલિમરની વૈવિધ્યતા આ તેના સૌથી મોટા ગુણોમાંનો એક છે. કાગળ જેટલું મોલ્ડેબલ અને કાચ જેટલું નક્કર હોવાથી, તે ડિસ્પોઝેબલ પેકેજિંગના ઉત્પાદન અને હાઇ-ટેક ઉપયોગ બંને માટે યોગ્ય છે, આ બધું પ્લાસ્ટિકના કણો છોડવાના જોખમ વિના જે ખોરાકની સાંકળ અને માનવ સ્વાસ્થ્યને અસર કરે છે. સુક્ષ્મસજીવોને અંદર પ્રવેશવા દીધા વિના શ્વાસ લેવાની તેની ક્ષમતા તેને તબીબી કોટિંગ્સ અને અદ્યતન સારવાર માટે ઉપયોગી બનાવે છે. નવીનતામાં પરિપત્ર અર્થતંત્ર અને ટકાઉ સામગ્રીનો ઉપયોગ આ પ્રગતિના મૂલ્યને મજબૂત બનાવે છે.
મુખ્ય પડકાર: ગુણવત્તા ગુમાવ્યા વિના મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવું
હાલમાં, આ બાયોપોલિમરનું ઉત્પાદન પ્રયોગશાળાના સ્તરે જાળવવામાં આવે છે, જે લગભગ ઉત્પન્ન કરે છે દરરોજ 7,5 મિલિગ્રામમોટો પડકાર એ છે કે સામગ્રીના અનન્ય ગુણધર્મો ગુમાવ્યા વિના કામગીરીમાં વધારો કરોસંશોધન ટીમ પ્રક્રિયાને વધારવા માટે પરંપરાગત બાયોરિએક્ટરનો ઉપયોગ તેમજ બોરોન નાઇટ્રાઇડના સસ્તા અને વધુ ટકાઉ વિકલ્પો, જેમ કે છોડમાંથી મેળવેલા નેનોફાઇબર, શોધી રહી છે.
આ સંક્રમણ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે કાચા માલની કિંમત અને ઉપલબ્ધતા તેઓ નક્કી કરશે કે શું આ બાયોપોલિમર, વ્યવહારમાં, પેકેજિંગ ઉદ્યોગ અને અન્ય ગ્રાહક ક્ષેત્રોમાં પેટ્રોલિયમ-ઉત્પાદિત પ્લાસ્ટિકને બદલી શકે છે.
વર્તમાન પ્લાસ્ટિક ચક્રની તુલનામાં એક નવું સ્વચ્છ ચક્ર
બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ-આધારિત બાયોપોલિમર ખાતર બનાવવાની સ્થિતિમાં સંપૂર્ણપણે વિઘટિત થાય છે, અશ્મિભૂત-આધારિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું યોગદાન આપ્યા વિના કુદરતી ચક્રમાં પાછા ફરે છે. વધુમાં, પરીક્ષણો સૂચવે છે કે, સામગ્રીને આધીન કર્યા પછી ઉપયોગ અને તણાવના હજારો ચક્ર, તેનો આકાર અને માળખાકીય ક્ષમતા જાળવી રાખે છે, જે તેને માળખાકીય અથવા થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન કાર્યો માટે પણ એક સક્ષમ વિકલ્પ બનાવે છે.
આ બાયોપોલિમર પરંપરાગત પ્લાસ્ટિકને મોટા પાયે બદલે તે પહેલાં, તેના સમગ્ર જીવન ચક્ર, તેના મોટા પાયે ઉપયોગની અસર અને ગ્રાહક અને વ્યવસાયિક સ્વીકૃતિનું સંપૂર્ણ મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર પડશે. જો કે, પ્રગતિ નોંધપાત્ર છે: હવે, પેકેજિંગ અને ઉત્પાદનોની ટકાઉપણું હવે તેનો અર્થ ભવિષ્ય માટે અવિનાશી કચરાનો વારસો નથી.
