कृषि अपशिष्ट से प्राप्त टिकाऊ प्लास्टिक पहले से ही एक वास्तविकता है

के लिए खोज टिकाऊ सामग्री इतना अत्यावश्यक कभी नहीं रहा: इसके प्रभाव से लगातार कमजोर हो रही दुनिया में ग्लोबल वार्मिंग और उभरते देशों के बहुत तेजी से विकास से निपटना, सबसे महत्वपूर्ण चुनौतियों में से एक है जिसका प्रतिनिधित्व किया जाता है प्लास्टिक, अब हम में से प्रत्येक के दैनिक जीवन में ग्रह के एक छोर से दूसरे छोर तक सर्वव्यापी है।

की समस्या के अलावा प्लास्टिक सामग्री का निपटानचिंता की बात यह भी है कि ये पदार्थ किससे उत्पन्न होते हैं जीवाश्म ईंधन, यही कारण है कि उनका संश्लेषण सीधे प्रभावित करता हैग्रीन हाउस गैस उत्सर्जन और ग्लोबल वार्मिंग.

हालाँकि, ईपीएफएल के वैज्ञानिकों ने उत्पादन का एक स्थायी तरीका विकसित किया है उच्च प्रदर्शन प्लास्टिक, पॉलियामाइड्स की तरह, एक से शुरू कृषि अपशिष्ट से निकाली गई चीनी, विशेष रूप से लकड़ी या मकई के भुट्टे जैसे बायोमास से।

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टिकाऊ प्लास्टिक, ग्रह के लिए वास्तव में एक महत्वपूर्ण चुनौती है

उत्पन्न करना उच्च प्रदर्शन प्लास्टिक सामग्री यह टिकाऊ तरीके से है ग्रह के भविष्य के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती, विशेष रूप से यदि हम मानते हैं कि अधिकांश उच्च-प्रदर्शन सामग्री, जैसे कि नायलॉन या तथाकथित टेक्नोपॉलिमर, का उपयोग करते हैं सुगंधित अग्रदूत जिन्हें अभी भी स्थायी रूप से प्राप्त करना बहुत कठिन है।

की टीम द्वारा किए गए अध्ययन से इस समस्या का एक अग्रणी दृष्टिकोण सामने आया है जेरेमी लुटरबैकर लॉज़ेन के संघीय पॉलिटेक्निक के अभी प्रकाशित हुआ "प्रकृति स्थिरता": शोधकर्ता कुछ को संश्लेषित करने में कामयाब रहे हैं पॉलियामाइड्स, प्लास्टिक का एक वर्ग जिसमें विभिन्न प्रकार के नायलॉन शामिल हैं, एक से शुरू करके चीनी नाभिक कृषि अपशिष्ट से प्राप्त.

न केवल नई विधि नवीकरणीय संसाधन का दोहन करता है, लेकिन इस परिवर्तन को कुशलतापूर्वक और एक के साथ प्राप्त करने का प्रबंधन भी करता है न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव.

"विशिष्ट जीवाश्म-आधारित प्लास्टिक को अपने प्लास्टिक को कठोरता देने के लिए सुगंधित समूहों की आवश्यकता होती है, जो उन्हें प्रदर्शन गुण प्रदान करता है कठोरता, शक्ति और प्रतिरोध उच्च तापमान पर“लुटेरबैकर बताते हैं।

"यहां हमें ऐसे ही परिणाम मिलते हैं, लेकिन हम चीनी संरचना का उपयोग करते हैं, जो प्रकृति में हर जगह पाया जाता है और आमतौर पर कठोरता और प्रदर्शन गुण प्रदान करने के लिए पूरी तरह से गैर विषैले होता है".

अपशिष्ट उत्पादों से प्राप्त कार्बोहाइड्रेट, जैसा कि हमने अध्ययन में पढ़ा है, प्लास्टिक के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम प्रदर्शन देने में सक्षम है "शास्त्रीय" या अर्ध-सुगंधित पॉलिमर.

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वे पॉलियामाइड जो टिकाऊ और प्रतिस्पर्धी मूल्य पर हैं...

लोरेन्ज़ मांकर और उनके सहयोगियों ने इसे परिवर्तित करने के लिए एक उत्प्रेरक-मुक्त प्रक्रिया विकसित की ज़ाइलोज़ डाइमिथाइल ग्लाइऑक्सिलेट (डीएमजीएक्स), एक स्थिर कार्बोहाइड्रेट जो सीधे प्राप्त होता है बायोमास जैसे लकड़ी या मकई के भुट्टे, उच्च गुणवत्ता वाले पॉलियामाइड से बना है।

यह प्रक्रिया टिकाऊ होने के साथ-साथ बेहद प्रभावी भी है: वास्तव में यह प्रभावशाली परिणाम हासिल करती है 97 प्रतिशत की परमाणु दक्षता, जिसका अर्थ है कि अंतिम उत्पाद में लगभग सभी शुरुआती सामग्री का उपयोग किया जाता है, जिससे अपशिष्ट में भारी कमी आती है।

वैज्ञानिक जो हासिल करने में कामयाब रहे हैं, वे हैं अनाकार पॉलियामाइड्स जीवाश्म-आधारित अर्ध-सुगंधित विकल्पों के तुलनीय प्रदर्शन के साथ। जैसा कि अध्ययन में कहा गया है, "कार्बोहाइड्रेट कोर की उपस्थिति के बावजूद, ये सामग्रियां उच्च कतरनी यांत्रिक रीसाइक्लिंग के कई चक्रों के कारण अपने थर्मोमैकेनिकल गुणों को बनाए रखती हैं और उन्हें रासायनिक रूप से पुनर्चक्रित किया जा सकता है".

इतना ही नहीं: नए टिकाऊ पॉलीमाइड्स के तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण और जीवन चक्र मूल्यांकन से पता चला है कि ये सामग्रियां "हो सकती हैं"un प्रतिस्पर्धात्मक कीमत नायलॉन (उदाहरण के लिए नायलॉन 66) सहित पारंपरिक पॉलियामाइड्स की तुलना में ग्लोबल वार्मिंग की संभावना में 75 प्रतिशत तक की कमी".

जैसा कि हमने अध्ययन में पढ़ा है, पॉलियामाइड्स का बाजार मूल्य उच्च है, नायलॉन 3 के लिए कीमतें 7-66 डॉलर प्रति किलो से लेकर अर्ध-सुगंधित उच्च-प्रदर्शन एसिड-आधारित पॉलीफ़थैलेमाइड्स (पीपीए) के लिए 20 डॉलर प्रति किलो तक हैं उनके सहपोलिमर।

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पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में सक्षम एक कुशल प्रक्रिया

के लिए शुरुआती बिंदु टिकाऊ पॉलियामाइड्स ज़ाइलोज़ डाइमिथाइल ग्लाइऑक्सिलेट (डीएमजीएक्स) है, एक बहुलक अग्रदूत जिसे उपलब्ध बायोमास से उत्पादित किया जा सकता है और जिसका उपयोग पहले से ही उत्पादन के लिए किया जा चुका है नष्ट होने योग्य पॉलिस्टर.

नए अध्ययन में, उसी यौगिक का उपयोग उच्च आणविक भार पॉलियामाइड के संश्लेषण के लिए किया जाता है 250 डिग्री सेंटीग्रेड पर पिघलना, उत्प्रेरक की आवश्यकता के बिना और केवल तीन घंटे की प्रतिक्रिया समय के साथ।

इंजीनियर्ड पॉलियामाइड्स में शामिल करने के लिए टिकाऊ मोनोमर्स का उत्पादन काफी कम हो सकता है रासायनिक उद्योग का पर्यावरणीय पदचिह्न, की संभावना की पेशकश करते हुए लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास की लाभप्रदता बढ़ाएँ बुनियादी पॉलिएस्टर और पॉलीओलेफ़िन की तुलना में उच्च वर्धित मूल्य वाला बाज़ार खोलना।

पारंपरिक पॉलियामाइड्स, जैसे नायलॉन या केवलर, उचित थर्मल इन्सुलेशन सुनिश्चित करते हुए, प्रभाव, घिसाव, सॉल्वैंट्स और तेल के लिए उच्च प्रतिरोध है।

हालाँकि, स्थिरता के संदर्भ में, अभी भी बहुत काम किया जाना बाकी है। को ध्यान में रखने पर यह स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है ग्लोबल वार्मिंग क्षमता (जीडब्ल्यूपी), जो ग्रीनहाउस प्रभाव में किसी सामग्री के योगदान को व्यक्त करता है और जो विशेष रूप से पॉलियामाइड्स के लिए उच्च है। जैसा कि अध्ययन में कहा गया है, "सबसे आम पॉलियामाइड, नायलॉन 66, का GWP लगभग 8-9 किलोग्राम CO2-समतुल्य प्रति किलो है”, 3 किलो की तुलना में पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी).

यह भी जानना दिलचस्प है कि कैसे नायलॉन का संश्लेषण, जीडब्ल्यूपी का एक बड़ा हिस्सा सटीक रूप से अग्रदूत, यानी एडिपिक एसिड के कारण होता है, जिसका अकेले "वजन" 8,5 किलोग्राम होता है।

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जीवाश्म प्लास्टिक के उपयोग का एक वास्तविक ठोस विकल्प

"हमारी सामग्री की समग्र स्थिरता का विश्लेषण करने में हमने जीडब्ल्यूपी के अलावा अन्य पर्यावरणीय प्रभाव श्रेणियों पर भी विचार किया”, वैज्ञानिकों को समझाएं। जैसा कि अक्सर होता है जैव-आधारित उत्पाद, इन पॉलियामाइड्स के उत्पादन के लिए पर्यावरणीय बोझ अन्यत्र स्थानांतरित हो जाता है, विशेष रूप से इसमें शामिल है मिट्टी का प्राकृतिक परिवर्तन और गहन कृषि के कारण होने वाली पारिस्थितिक विषाक्तता।

प्लास्टिक किससे प्राप्त होता है? कृषि में हुई क्षति, हमने अध्ययन में पढ़ा, “अन्य जैव-आधारित पॉलियामाइड्स की तुलना में इस बोझ को कम कर दिया है जो विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए तेल फसलें उगाते हैं (उदाहरण के लिए अरंडी के तेल से प्राप्त पॉलियामाइड्स)”। इसके अलावा, वनस्पति तेलों के स्थान पर कृषि अवशेषों का उपयोग प्रभाव को काफी हद तक कम कर देता है स्थलीय अम्लीकरण पर, परमीठे पानी का सुपोषण, समुद्री पारिस्थितिक विषाक्तता और जीवाश्म ईंधन की कमी पर।

ईपीएफएल शोधकर्ताओं द्वारा विकसित जैव-आधारित पॉलियामाइड्स की पेशकशजीवाश्म प्लास्टिक का बहुत ही आशाजनक विकल्प, ऑटोमोटिव घटकों से लेकर विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए 3डी प्रिंटिंग के लिए फिलामेंट्स और उपभोक्ता सामान।

"ऐसे प्लास्टिक अग्रदूतों को ढूंढना जिन्हें उच्च दक्षता के साथ संश्लेषित किया जा सके प्रचुर और नवीकरणीय कच्चा माल, जो विभिन्न रासायनिक सामग्रियों के साथ संगत हैं और जो सुगंधित मोनोमर्स और फ़ेथलेट्स के समान प्रदर्शन गुण प्रदान कर सकते हैं, इससे काफी सुविधा होगी पेट्रोलियम उत्पादों के साथ प्रतिस्पर्धा”, अध्ययन फिर से दिखाता है।

सड़क अभी भी लंबी है लेकिन प्रगति तेजी से आगे बढ़ रही है: इन नई सामग्रियों का उत्पादन पहले से ही बड़े पैमाने पर चरण में है ब्लूम बायोरिन्यूएबल्स, ईपीएफएल स्पिन-ऑफ जिसका उद्देश्य उन्हें बाज़ार में लाना है। जीवाश्म प्लास्टिक का ठोस विकल्प पहले से ही एक वास्तविकता है।

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