अंगूर की बेल की टहनियों से प्लास्टिक के विकल्प के रूप में विघटित होने वाली सामग्री विकसित करने की संभावना

• South Dakota State University के शोधकर्ताओं ने अंगूर की बेल की टहनियों से cellulose निकालकर, मौजूदा प्लास्टिक से अधिक मज़बूत और कम समय में विघटित होने वाली प्लास्टिक-जैसी फिल्म विकसित करने में सफलता पाई
• मौजूदा प्लास्टिक पुनर्नवीनीकरण योग्य नहीं है और microplastic पैदा करता है, जिससे पर्यावरण प्रदूषण और मानव स्वास्थ्य संबंधी समस्याएँ होती हैं
• कृषि उप-उत्पादों को cellulose सामग्री के रूप में उपयोग करने से नई eco-friendly वैल्यू पैदा करने और प्लास्टिक के विकल्प का प्रभाव मिलने की उम्मीद है
• अंगूर की बेल की टहनी-आधारित फिल्म में उच्च पारदर्शिता है, और यह मिट्टी में 17 दिनों के भीतर पूरी तरह विघटित हो जाती है तथा कोई अवशिष्ट विषाक्तता नहीं छोड़ती
• यह शोध biodegradable packaging materials के व्यावसायीकरण और circular bioeconomy को साकार करने में वास्तविक योगदान की संभावना दिखाता है

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शोध की पृष्ठभूमि और प्लास्टिक कचरे की समस्या

• वर्तमान में अधिकांश packaging materials single-use plastic से बने होते हैं, जिनमें crude oil जैसे non-renewable resources का उपयोग कच्चे माल के रूप में होता है, और इन्हें प्राकृतिक रूप से विघटित होने में सैकड़ों वर्ष लगते हैं
• प्लास्टिक का केवल 9% ही recycle होता है, और बाकी पर्यावरण में रह जाता है, जो Great Pacific Garbage Patch जैसे विशाल कचरा-संचय क्षेत्रों के निर्माण में योगदान देता है
• प्लास्टिक पर्यावरण में टूटकर सूक्ष्म स्तर के microplastics और nanoplastics में बदल जाता है, जिन्हें मनुष्य और जानवर साँस या भोजन के साथ ग्रहण करते हैं
• microplastics के दीर्घकालिक मानव स्वास्थ्य प्रभावों पर अभी भी पर्याप्त शोध नहीं है

Srinivas Janaswamy प्रोफेसर का eco-friendly प्लास्टिक विकल्पों पर शोध

• South Dakota State University के Dairy and Food Science विभाग के associate professor Srinivas Janaswamy कृषि उप-उत्पादों से value-added products विकसित करने पर शोध कर रहे हैं
• उनका लक्ष्य प्लास्टिक प्रदूषण संकट का जवाब देने वाले eco-friendly विकल्प विकसित करना है
• अमेरिका में plastic shopping bags प्रमुख प्लास्टिक कचरे में शामिल हैं, जिनमें से अधिकांश एक बार उपयोग के बाद पर्यावरण में पहुँच जाते हैं
• Janaswamy प्रोफेसर का अंतिम लक्ष्य ऐसे प्लास्टिक-जैसे बैग विकसित करना है जो पर्यावरण में विघटित हो सकें

मुख्य सामग्री: cellulose

• Cellulose पौधों की cell wall में प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला सबसे अधिक उपलब्ध organic polymer है
• मज़बूत hydrogen bonding और glucose chains के कारण यह संरचनात्मक कठोरता और टिकाऊपन प्रदान करता है
• मानव पहले से ही कपड़े (cotton), लकड़ी आदि कई क्षेत्रों में cellulose का उपयोग करता आया है

विभिन्न कृषि उप-उत्पादों से cellulose निष्कर्षण

• Janaswamy प्रोफेसर ने avocado के छिलके, soybean के छिलके, alfalfa, switchgrass, coffee grounds, corn cobs, banana peels सहित विभिन्न कच्चे माल से cellulose निकाला
• निकाले गए cellulose का उपयोग कर प्लास्टिक जैसी फिल्में विकसित करने की कोशिश की गई, और प्रत्येक उत्पाद की पारदर्शिता, मज़बूती और विशेषताएँ अलग थीं
• इन biodegradable films के packaging materials सहित विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों में उपयोग की संभावना दिखाई गई

अंगूर की बेल की टहनियाँ और नया सहयोग

• grape विशेषज्ञ प्रोफेसर Anne Fennell ने अंगूर की बेल की टहनियों में प्रचुर cellulose सामग्री और उसके उपयोग की संभावनाओं पर ध्यान दिया, और Janaswamy की टीम के साथ सहयोग शुरू किया
• टहनियाँ हर साल pruning के बाद बड़ी मात्रा में निकलती हैं, और पहले इन्हें पीसकर मिट्टी में मिलाया जाता था या जला दिया जाता था, यानी कम मूल्य वाले तरीके से निपटाया जाता था
• सर्दियों की pruning से निकली टहनियों में नमी कम और cellulose density अधिक होती है, इसलिए वे प्लास्टिक विकल्प सामग्री के लिए उपयुक्त हैं

अंगूर की बेल की टहनी-आधारित फिल्म की विशेषताएँ और अपेक्षित प्रभाव

• cellulose निकालकर विकसित की गई अंगूर की बेल की टहनी-आधारित फिल्म पारदर्शी और मज़बूत है, तथा मिट्टी के वातावरण में 17 दिनों के भीतर पूरी तरह विघटित हो जाती है
• परीक्षणों में यह पुष्टि हुई कि इसकी tensile strength मौजूदा plastic bags से अधिक है
• उपभोक्ता अंदर की सामग्री को आसानी से देख सकते हैं, इसलिए इसमें food packaging material के रूप में उच्च संभावना है
• शोधकर्ताओं ने SDSU vineyard से टहनियाँ एकत्र कीं और उन्हें सुखाने, पीसने और extraction की प्रक्रिया से फिल्म तैयार की

sustainability और circular bioeconomy में योगदान

• उपयोग के बाद फेंक दी जाने वाली अंगूर की बेल की pruning टहनियों को cellulose resource के रूप में पुन: उपयोग करके, कृषि कचरे के कुशल प्रबंधन और प्लास्टिक प्रदूषण समस्या के एक साथ समाधान की उम्मीद है
• eco-friendly film development circular bioeconomy को सक्रिय करने और पर्यावरण संरक्षण के लिए एक व्यावहारिक दृष्टिकोण प्रदान करता है
• इस शोध को U.S. Department of Agriculture और National Science Foundation से funding मिली

निष्कर्ष

• अंगूर की बेल की टहनी-आधारित biodegradable film मौजूदा प्लास्टिक के विकल्प और पर्यावरणीय समस्याओं के समाधान के लिए एक मजबूत उम्मीदवार के रूप में उभर रही है
• तेज़ विघटन, अधिक मज़बूती और food packaging में उपयोग की संभावना के कारण व्यावसायीकरण और व्यावहारिक प्रभावशीलता के लिहाज़ से इससे काफी उम्मीदें हैं

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Hacker News की राय

• UK में बड़े supermarkets में single-use plastic bags पर रोक लगा दी गई। शुरुआत में कुछ लोगों ने शिकायत की, और reusable bags लाना कई बार भूल भी गए, लेकिन आखिरकार लोग स्वाभाविक रूप से इसके आदी हो गए। फल या bread रखने वाले छोटे plastic bags भी कुछ supermarkets से गायब हो गए; पहले उनकी जगह पारदर्शी खिड़की वाले paper bags आए, लेकिन जल्द ही लोगों को समझ आ गया कि अंदर देखना ज़रूरी नहीं है, और फिर साधारण भूरे paper bags ज़्यादा इस्तेमाल होने लगे
  • मुझे अब भी हैरानी होती है कि भूरे paper bags हर चीज़ के लिए ज़्यादा आम क्यों नहीं हैं। हाल में मैंने कुछ manufacturers को plastic का उपयोग घटाते देखा है; जैसे पहले tea bag boxes भी plastic में wrap होते थे, लेकिन अब नहीं। सच कहूँ तो सवाल यह है कि शुरुआत में plastic की ज़रूरत ही क्यों थी। फिर भी अभी बहुत-सी चीज़ें कई परतों वाले plastic packaging में लिपटी रहती हैं। बस इसे ban कर देना चाहिए। अच्छे alternatives पहले से मौजूद हैं
  • मुझे नहीं लगता कि इसका पर्यावरणीय असर लगभग कुछ भी होगा। सस्ते और पतले plastic bags में reusable bags की तुलना में बहुत कम material लगता था, और उनका एक और उपयोग कूड़ेदान की lining के रूप में हो जाता था। अब अलग से मोटे plastic के garbage bags खरीदने पड़ते हैं, और reusable bags भी अतिरिक्त खरीदने पड़ते हैं। दरअसल farm से घर तक food supply chain में लगने वाले plastic का ज़्यादातर हिस्सा food packaging या shopping bags नहीं, बल्कि distribution के दौरान बार-बार की जाने वाली pallet wrapping है। हमें इस हिस्से पर ज़्यादा ध्यान देना चाहिए। ज़्यादातर बदलाव सिर्फ नैतिक दिखावे जैसे लगते हैं। अगर grocery store तक आने वाले trucks थोड़े और fuel-efficient हो जाएँ, तो वह इन plastic bags के मुद्दे से कहीं बड़ा सुधार होगा
  • plastic bags फिर से बढ़ रहे हैं
    https://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/plastic-bags-rise-online-shopping-ocado-b2813230.html
  • हम meat, ham, cheese, fish वगैरह खरीदते समय हमेशा घर से लाए हुए containers (Tupperware) इस्तेमाल करते हैं। बहुत निंदक नज़रिए से देखें तो यह सिर्फ एक ‘अच्छा महसूस कराने वाला’ काम लग सकता है जिसका असर कम हो, और सच है कि उसके बाद भी हम recycling bin में काफी plastic फेंकते हैं, लेकिन पहले की तुलना में यह आधा रह गया है। और हाँ, इससे अच्छा महसूस ज़रूर होता है
  • पड़ोस के store में portable scanners आने के बाद से मैं bags लेकर नहीं चलता। सामान को cart में barcode ऊपर की ओर दिखाते हुए रखता हूँ, checkout पर scan और payment करता हूँ, फिर car तक जाकर bags में डालता हूँ। यह तरीका सबके लिए नहीं होगा, लेकिन इससे सामान इधर-उधर करने की झंझट काफी कम लगती है
• ताज़ा produce खरीदते समय अगर ऐसा कुछ हो तो बहुत अच्छा होगा। अभी मैं बस बिना bag के सीधे basket में रख देता हूँ, लेकिन 4 apples को आसानी से weigh करके घर ले जाने के लिए plastic bag में रखना पर्यावरण के लिहाज़ से बहुत स्वार्थी-सा लगता है। अगर ऐसा material हो जो जल्दी degrade हो जाए, तो वह सचमुच अच्छा होगा
  • मैं सोचता हूँ कि घर से लाए हुए plastic bags क्यों नहीं इस्तेमाल करते। वे काफी लंबे समय तक चलते हैं, fold करने पर छोटे हो जाते हैं और pocket में या car में रखे जा सकते हैं। मेरे पास कुछ bags ऐसे हैं जिन्हें मैं कई साल से इस्तेमाल कर रहा हूँ। एक-दो बार bag भूलकर जानबूझकर वापस जाकर लाना पड़े, तो जल्दी ही आदत बन जाती है। और store shelves पर पड़े खाली boxes का भी उपयोग किया जा सकता है। stores में सामान वाले shipping boxes खाली पड़े रहते हैं; आप बस कुछ products को बगल वाले box में रखकर खाली box मुफ़्त में ले सकते हैं। store को वैसे भी वह box फेंकना होता है, इसलिए उन्हें फ़र्क नहीं पड़ता (मैंने पूछ भी लिया है)। अब तो हमेशा कोई अच्छा box ढूँढ़ना मेरा छोटा-सा खेल बन गया है। मेरा निजी नियम है कि इससे कभी store staff को परेशानी नहीं होनी चाहिए
  • लोग plastic के पर्यावरणीय नुकसान को बढ़ा-चढ़ाकर बताते हैं। 10 मिनट car चलाने से होने वाला exhaust = 10,000 से ज़्यादा plastic bags के पर्यावरणीय असर के बराबर है। विकसित देशों में household waste plastic का सीधे environment में पहुँच जाना लगभग नहीं के बराबर है
  • मैंने produce bags इस्तेमाल करना छोड़ दिया है। मैं बस produce को सीधे basket या cart में रखता हूँ, और checkout के बाद सीधे shopping bag में डाल देता हूँ। हाँ, peas जैसी बहुत छोटी चीज़ें अपवाद हैं
  • reusable produce bags भी मिलते हैं
    https://www.target.com/p/lotus-original-reusable-produce-bags-3ct/-/A-84622523
  • produce को ‘जैसा है वैसा’ basket में डालने वाली बात मुझे खास लगी
• मैंने दो oil refining companies में काम किया है। वे इस बात पर ध्यान देती हैं कि कैसे politicians को खरीदकर ऐसी नई सामाजिक संरचनाएँ बनाई जाएँ जो companies के लिए फ़ायदेमंद हों, और हकीकत में ऐसे eco-friendly बदलावों को आगे बढ़ाने के लिए infrastructure overhaul जैसा कुछ होगा ही नहीं
  • यही बात पहले automobile industry के बारे में भी कही जाती थी। उससे पहले कहा जाता था कि carriage industry इतनी आसानी से हार नहीं मानेगी। incentives अहम होते हैं। लेकिन sustainability की बुनियादी समस्या के लिए ज़्यादा दूरदर्शी सोच चाहिए, और आजकल climate activists के प्रति जनता की प्रतिक्रिया नकारात्मक है, जबकि West और East एक-दूसरे पर ज़िम्मेदारी डालने में लगे हैं। आदर्श स्थिति में governments को ऐसे regulations लाने चाहिए जो short term में नुकसान उठाने वाली companies के लिए भी फ़ायदेमंद बनें। लेकिन ऐसा करने की इच्छाशक्ति होगी या नहीं, पता नहीं। इसलिए अंत में शायद आप सही हों
  • जब आप सिस्टम के अंदर होते हैं, तब यह कल्पना करना आसान नहीं होता कि चीज़ें सचमुच अलग तरह से चल सकती हैं
• companies में हमें यह विश्वास दिलाने की सचमुच कमाल की क्षमता होती है कि पर्यावरण प्रदूषण के मुख्य दोषी हम ही हैं
  • मैं इस मुद्दे पर हमेशा सोचता रहता हूँ। मेरी पत्नी पर्यावरण को लेकर बहुत सजग है, इसलिए वह फफूंदी लगी glass jars भी ध्यान से धोकर recycle करती है (हालाँकि recycling system की प्रभावशीलता अलग सवाल है)। यह बात सही लगती है कि अगर सभी लोग अच्छे काम करें तो दुनिया बेहतर हो सकती है, लेकिन मैं खुद भी कभी-कभी आलसी पड़ जाता हूँ, या ऐसे दिन आते हैं जब सब बेकार-सा लगता है। फिर मैं सोचता हूँ कि यह संशय कहीं सिर्फ मेरी आलस्य का बहाना तो नहीं। सच तो यह है कि eco-friendly behavior या recycling के बारे में <i>सोचने</i> की फुर्सत होना भी अपेक्षाकृत अमीर देशों के लोगों का विशेषाधिकार है। कुछ developing countries में उल्टा अंधाधुंध consumption और pollution फैला हुआ है। recycling systems की प्रभावशीलता, collective action का असर, या क्या companies ही असली अपराधी हैं—ऐसे बहुत से मुद्दे हैं। अंत में मुझे लगता है कि बदलाव लाने के लिए government-level policy changes ज़रूरी हैं; सिर्फ व्यक्तिगत व्यवहार से, policy और public messaging के बिना, बड़ा बदलाव लाना मुश्किल है
  • companies लोगों की चाही हुई चीज़ें दिए बिना कुछ नहीं करतीं। company के अस्तित्व का कारण वही products देना है जो customers चाहते हैं। हैरानी की बात यह है कि लोग अपनी ज़िम्मेदारी से बचने के लिए product बेचने वालों को दोष देते हैं, जबकि companies उसी तरह चलती हैं जैसा खरीदने वाले लोग चाहते हैं। यह कुछ वैसा है जैसे सिर्फ ‘drug dealer’ के होने से addicts पैदा होते हों—ज़िम्मेदारी टालने की प्रवृत्ति
  • मैं यह बात पहले भी कह चुका हूँ और हर बार बुरी तरह downvote हुआ हूँ। फिर भी दोबारा कहता हूँ:
    • companies की ज़िम्मेदारी है कि वे recyclable products बनाएँ
    • consumers की ज़िम्मेदारी है कि वे सिर्फ कचरा कम न करें, बल्कि पर्यावरण संरक्षण की सक्रिय नीतियों वाले politicians को भी चुनें
    • local governments की ज़िम्मेदारी है कि वे recycling centers चलाएँ और residents के सही व्यवहार को प्रोत्साहित करें
      यानी असल में <i>consumers</i> ही पर्यावरण प्रदूषण के प्रत्यक्ष ज़िम्मेदार हैं। सिर्फ companies को दोष देना आलसी और अज्ञानी रवैया है
• अगर मैं अभी भी अपने 20s में होता, तो ऐसे eco-friendly materials देखकर बहुत उत्साहित होता। अब जब 40 के करीब हूँ, तो थोड़ा ज़्यादा सावधान हो गया हूँ। मुझे लगता है कि ऐसे materials के व्यापक होने से पहले governments, नागरिक संगठनों, economic power या किसी और बड़ी चीज़ में बदलाव आना चाहिए। दुनिया भर में फैलने के लिए कम-से-कम incentives जैसे नए drivers की ज़रूरत होगी। यह धीमा होगा, लेकिन शुरुआत तो होनी ही चाहिए
  • मैं इससे सिर्फ सहमत ही नहीं हूँ, बल्कि लगभग यही सोच रखता हूँ। पहले मैं comic books के पीछे छपे अजीब inventions या Popular Science के नए products पढ़कर उत्साहित हो जाता था, लेकिन अब मुझे भरोसा नहीं रहा कि ये चीज़ें 5, 10 या 20 साल में सुलझ जाएँगी। फिर भी यह जानकर आभारी हूँ कि कोई न कोई कोशिश तो कर रहा है
• क्या यह cellophane को फिर से invent करने जैसा है?
  https://en.m.wikipedia.org/wiki/Cellophane
  • मैं chemist नहीं हूँ, लेकिन अलग production method के बावजूद नतीजे में यह cellulose film ही लगती है, इसलिए काफ़ी मिलती-जुलती दिखती है
• plastic कोई structural problem नहीं, बल्कि distribution problem का समाधान करने वाला material है। उदाहरण के लिए, Texas में एक हफ्ते तक गरम truck में पड़ी Twinkies भी इससे सुरक्षित रह सकती हैं
  • plastic का उपयोग short-term packaging के लिए भी बहुत होता है (takeout containers, drink cups, straws आदि)
  • पहले wax-coated paper से भी यह काम अच्छी तरह हो जाता था। आज भी food packaging के बड़े हिस्से में wax paper एक विकल्प हो सकता है
  • मैं चाहता हूँ कि मेरे फल लंबे समय तक टिकने वाले plastic में नहीं, बल्कि ऐसे degradable plastic में pack हों। सच में, ऐसे biodegradable plastics बहुत कम इस्तेमाल-अवधि वाली packaging के लिए उपयुक्त हैं
  • मैं इस क्षेत्र का जानकार नहीं हूँ, लेकिन अगर ऐसा plastic हो जो heat और moisture सह ले, और फिर तेल जैसे किसी घटक में डूबते ही घुल जाए या बेकार residue न छोड़े, तो वह दिलचस्प होगा। सोचने पर लगता है कि यह तो बस कमरे के तापमान पर ठोस petroleum जैसा कुछ होगा, लेकिन व्यवहारिक रूप से लोग शायद ऐसा कोई चरम material नहीं, बल्कि ज़्यादा reasonable alternative बनाना चाह रहे हैं
• यह बेल बहुत tough material है। मैंने पहले smoker के लिए इसकी कई डालियाँ काटी थीं, और यह बहुत अजीब तरह से रेशों की तरह फटने वाली लकड़ी थी
• कुछ लोग biodegradable materials को लेकर skeptical हैं, लेकिन सच कहें तो 10 साल पहले किसी ने नहीं सोचा था कि paper straws इतनी आम हो जाएँगी। अगर grapevine residue जैसे plant waste से सचमुच practical materials बनते हैं, तो मुझे लगता है कि हमारे पास उन single-use plastics को बदलने का एक असली मौका होगा जिन्हें हम एक बार इस्तेमाल करके भूल जाते हैं
  • मुझे यकीन नहीं होता कि इतने लोग paper straws की eco-friendly image से बहक गए
  • paper straws बेकार हैं, और biodegradable materials पर skepticism के समर्थन में यह खराब उदाहरण है
• मैं पहले से compostable cellulose material के bags इस्तेमाल करता हूँ, लेकिन वे सामान भरने के बाद लगभग 3 दिन ही टिकते हैं, इसलिए बहुत असुविधाजनक हैं। हर बार नया roll लेने पर durability अलग निकलती है, और समय बीतने के साथ वे और जल्दी टूटने लगते हैं, जिससे वास्तविक उपयोग अवधि कम हो जाती है
  • मैं compost bin में bag इस्तेमाल ही नहीं करता। हर रात उसे सीधा खाली कर देता हूँ और बर्तनों के साथ तुरंत धो लेता हूँ। मैं stainless steel compost bin इस्तेमाल करता हूँ, इसलिए साफ करना आसान है और उसमें बदबू भी नहीं रहती
  • मैं compost bag और उसके अंदर का सामान fridge के freezer में रख देता हूँ। इससे बदबू नहीं आती, और bag टूटने से पहले ही उसे फेंक सकता हूँ। कुल मिलाकर मैं इस तरीके की सिफारिश करता हूँ
  • लगभग 3 दिन तो इस्तेमाल के लिए काफ़ी समय है