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आपकी कार, फोन, सोडा की बोतल, और जूते क्या आम हैं? वे सभी बड़े पैमाने पर पेट्रोलियम से बने हैं। इस गैर-संसाधन योग्य संसाधन को पॉलिमर - या अधिक सामान्यतः प्लास्टिक नामक रसायनों के एक बहुमुखी सेट में संसाधित किया जाता है। हर साल 5 बिलियन गैलन से अधिक तेल अकेले प्लास्टिक में परिवर्तित हो जाता है।
3 डी प्रिंटिंग जैसे पिछले कई दशकों के कई महत्वपूर्ण आविष्कारों के पीछे पॉलिमर हैं। तथाकथित "इंजीनियरिंग प्लास्टिक", जिसका उपयोग ऑटोमोटिव से लेकर फर्नीचर के निर्माण तक के अनुप्रयोगों में किया जाता है, इसमें बेहतर गुण होते हैं और यह पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने में भी मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, इंजीनियरिंग प्लास्टिक के लिए धन्यवाद, वाहन अब हल्के वजन के हैं, इसलिए उन्हें बेहतर ईंधन लाभ मिलता है। लेकिन जैसा कि उपयोग की संख्या बढ़ जाती है, इसलिए प्लास्टिक की मांग बढ़ जाती है। दुनिया में पहले से ही हर साल 300 मिलियन टन से अधिक प्लास्टिक का उत्पादन होता है। संख्या 2050 तक छह गुना हो सकती है।
पेट्रो-प्लास्टिक मूल रूप से यह सब बुरा नहीं है, लेकिन वे एक चूक गए अवसर हैं। सौभाग्य से, वहाँ एक विकल्प है। पेट्रोलियम आधारित पॉलिमर से पॉलिमर में जैविक रूप से आधारित होने के कारण हर साल सैकड़ों मिलियन टन कार्बन उत्सर्जन में कमी आ सकती है। जैव-आधारित पॉलिमर न केवल नवीकरणीय और अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं, बल्कि वे वास्तव में कार्बन सिंक के रूप में कार्य करके जलवायु परिवर्तन पर शुद्ध लाभकारी प्रभाव डाल सकते हैं। लेकिन सभी जैव-पॉलिमर समान नहीं बनाए जाते हैं।
डिग्रेडेबल बायो-पॉलिमर
आपने पहले "बायोप्लास्टिक" का सामना किया होगा, विशेष रूप से डिस्पोजेबल बर्तनों के रूप में - ये प्लास्टिक तेल के बजाय पौधों से प्राप्त होते हैं। ऐसे जैव-पॉलिमर शर्करा को खिलाकर बनाए जाते हैं, जो अक्सर गन्ना, चीनी बीट, या मकई से सूक्ष्मजीवों में होते हैं, जो उन अणुओं का उत्पादन करते हैं, जिन्हें विभिन्न गुणों के साथ पॉलिमर बनाने के लिए शुद्ध और रासायनिक रूप से एक साथ जोड़ा जा सकता है।
पौधे-व्युत्पन्न प्लास्टिक पर्यावरण के लिए दो कारणों से बेहतर हैं। सबसे पहले, प्लांट-आधारित प्लास्टिक के निर्माण के लिए आवश्यक ऊर्जा में एक नाटकीय कमी आई है - 80 प्रतिशत तक। जबकि प्रत्येक टन पेट्रोलियम-व्युत्पन्न प्लास्टिक CO this के दो से तीन टन उत्पन्न करता है, यह जैव-बहुलक के प्रति टन लगभग 0.5 टन CO-को कम किया जा सकता है, और प्रक्रियाएं केवल बेहतर हो रही हैं।
दूसरा, प्लांट-आधारित प्लास्टिक बायोडिग्रेडेबल हो सकते हैं, इसलिए वे लैंडफिल में जमा नहीं होते हैं।
हालांकि यह प्लास्टिक के कांटे जैसे कि बायोडिग्रेड करने के लिए डिस्पोजेबल के लिए बहुत अच्छा है, कभी-कभी एक लंबा जीवनकाल महत्वपूर्ण होता है - आप शायद अपनी कार के डैशबोर्ड को धीरे-धीरे समय के साथ मशरूम के ढेर में बदलना नहीं चाहेंगे। कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए एक ही प्रकार की लचीलापन की आवश्यकता होती है, जैसे निर्माण सामग्री, चिकित्सा उपकरण और घरेलू उपकरण। बायोडिग्रेडेबल बायो-पॉलिमर भी पुनर्चक्रण योग्य नहीं हैं, जिसका अर्थ है कि मांग को पूरा करने के लिए अधिक पौधों को विकसित और लगातार संसाधित किया जाना चाहिए।
जैव-पॉलिमर कार्बन भंडारण के रूप में
प्लास्टिक, कोई फर्क नहीं पड़ता स्रोत, मुख्य रूप से कार्बन से बने होते हैं - वजन से लगभग 80 प्रतिशत। जबकि पेट्रोलियम-व्युत्पन्न प्लास्टिक सीओओ को उसी तरह से जारी नहीं करता है जैसे कि जीवाश्म ईंधन जलता है, वे इस गैसीय प्रदूषक के अतिरिक्त किसी भी तरह सेवेस्टर की मदद नहीं करते हैं - तरल तेल से कार्बन बस ठोस प्लास्टिक में परिवर्तित हो जाता है।
दूसरी ओर जैव-पॉलिमर, पौधों से प्राप्त होते हैं, जो प्रकाश संश्लेषण का उपयोग CO₂, पानी और सूर्य के प्रकाश को शर्करा में परिवर्तित करने के लिए करते हैं। जब इन चीनी अणुओं को जैव-पॉलिमर में बदल दिया जाता है, तो कार्बन को प्रभावी रूप से वायुमंडल से दूर रखा जाता है - जब तक कि वे बायोडिग्रेड नहीं किए जाते हैं और न ही खराब होते हैं। भले ही जैव-पॉलिमर एक लैंडफिल में समाप्त हो जाते हैं, फिर भी वे इस कार्बन भंडारण की भूमिका निभाएंगे।
CO केवल वजन से लगभग 28 प्रतिशत कार्बन होता है, इसलिए पॉलिमर में एक विशाल जलाशय होता है जिसमें इस ग्रीनहाउस गैस को संग्रहीत किया जाता है। यदि लगभग 300 मिलियन टन पॉलिमर की वर्तमान विश्व वार्षिक आपूर्ति सभी गैर-बायोडिग्रेडेबल और जैव-आधारित थी, तो यह एक गिगटन के बराबर होगा - एक अरब टन - सीसेस्टेड CO₂ का, जो वर्तमान वैश्विक उत्सर्जन का लगभग 2.8 प्रतिशत है। एक हालिया रिपोर्ट में, जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल ने जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए एक महत्वपूर्ण रणनीति के रूप में कार्बन को कैप्चर करना, भंडारण करना और पुन: उपयोग करना रेखांकित किया; जैव-आधारित पॉलिमर ग्लोबल वार्मिंग को 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने के लिए आवश्यक CO required को हटाने के 20 प्रतिशत तक एक महत्वपूर्ण योगदान दे सकता है।
नॉन-डिग्रेडेबल बायपोलर मार्केट
भूगर्भीय भंडारण सहित वर्तमान कार्बन सीवेजेशन रणनीतियाँ, जो सीओई निकास भूमिगत या पुनर्योजी कृषि को पंप करती हैं, जो मिट्टी में अधिक कार्बन स्टोर करती हैं, वांछित परिणामों को चलाने के लिए नीति पर बहुत अधिक झुकाव करती हैं।
जबकि ये जलवायु परिवर्तन के शमन के लिए महत्वपूर्ण तंत्र हैं, जैव-पॉलिमर के रूप में कार्बन के अनुक्रम में एक अलग चालक को नुकसान पहुंचाने की क्षमता है: पैसा।
अकेले कीमत पर आधारित प्रतियोगिता जैव-पॉलिमर के लिए चुनौतीपूर्ण रही है, लेकिन शुरुआती सफलताएं अधिक पैठ की ओर एक रास्ता दिखाती हैं। एक रोमांचक पहलू यह है कि वर्तमान में पेट्रोलियम-व्युत्पन्न पॉलिमर में पाए जाने वाले नए केमिस्ट्री तक पहुंचने की क्षमता नहीं है।
पुनरावर्तन पर विचार करें। कुछ पारंपरिक पॉलिमर वास्तव में पुनर्नवीनीकरण हैं। ये सामग्रियां वास्तव में सबसे अधिक बार अस्वीकृत होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे केवल कम मूल्य वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, जैसे निर्माण सामग्री। आनुवांशिक और एंजाइम इंजीनियरिंग के साधनों के लिए धन्यवाद, हालांकि, पूर्ण पुनर्नवीनीकरण जैसे गुण - जो एक ही आवेदन के लिए सामग्री को बार-बार उपयोग करने की अनुमति देता है - शुरुआत से जैव-पॉलिमर में डिज़ाइन किया जा सकता है।
जैव-पॉलिमर आज काफी हद तक बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियों के प्राकृतिक किण्वन उत्पादों पर आधारित हैं, जैसे कि लैक्टोबैसिलस के लैक्टिक एसिड द्वारा उत्पादन - वही उत्पाद जो खट्टा बियर में तीखापन प्रदान करता है। हालांकि, ये एक अच्छा पहला कदम है, उभरते हुए शोध बताते हैं कि आने वाले वर्षों में जैव-पॉलिमर की वास्तविक बहुमुखी प्रतिभा को उकेरना तय है। इंजीनियर प्रोटीन की आधुनिक क्षमता और डीएनए को संशोधित करने के लिए धन्यवाद, जैव-बहुलक अग्रदूतों की कस्टम डिजाइन अब पहुंच में है। इसके साथ, नए पॉलिमर की एक दुनिया संभव हो जाती है - ऐसी सामग्री जिसमें आज का सीओओ अधिक उपयोगी, अधिक मूल्यवान रूप में निवास करेगा।
इस सपने को साकार करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। जबकि शुरुआती उदाहरण आज यहां हैं - जैसे कि आंशिक रूप से जैव-आधारित कोका-कोला प्लांटबोटल - जैसे कि कई होनहार नए जैव-पॉलिमर को प्राप्त करने के लिए आवश्यक बायोइंजिनियरिंग अभी भी अनुसंधान चरण में है - कार्बन के नवीकरणीय विकल्प की तरह जिसका उपयोग किया जा सकता है साइकिल से पवन टरबाइन ब्लेड तक सब कुछ में।
कार्बन ज़ब्ती का समर्थन करने वाली सरकारी नीतियां भी गोद लेने में मदद करेगी। जगह में इस तरह के समर्थन के साथ, कार्बन भंडारण के रूप में जैव-पॉलिमर का महत्वपूर्ण उपयोग अगले पांच वर्षों में जल्द से जल्द संभव है - जलवायु संकट को हल करने में मदद करने के लिए महत्वपूर्ण योगदान देने के लिए संभावित समयरेखा।
यह लेख मूल रूप से जोसेफ रोलिन और जेना ई। गालिजोस द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।
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