IISc द्वारा बेकार दूध के पैकेटों को टिकाऊ निर्माण सामग्री में रीसायकल करना
स्रोत:इंडियन एक्सप्रेस ↗
क्यों मायने रखता है
यह पर्यावरणीय चुनौतियों का समाधान करने वाले स्वदेशी अनुसंधान एवं विकास (R&D) का एक व्यावहारिक केस स्टडी प्रदान करता है। यह GS3 के कई विषयों को कवर करता है: 3D प्रिंटिंग का अनुप्रयोग, उन्नत सामग्री विज्ञान (विट्रिमर्स), चक्रीय अर्थव्यवस्था, सतत निर्माण, और कम मूल्य वाले प्लास्टिक का ठोस अपशिष्ट प्रबंधन।
सारांश
भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) के शोधकर्ताओं ने सिंगल-यूज़ पॉलीथीन दूध के पैकेटों—जो भारत के प्लास्टिक कचरा संकट में एक बड़ा योगदानकर्ता हैं—को मजबूत निर्माण सामग्री में रीसायकल करने की एक नई तकनीक विकसित की है। 'विट्रिमर्स' (vitrimers) नामक विशेष अणुओं का उपयोग करके, उन्होंने पॉलीथीन को पॉलीप्रोपाइलीन के साथ सफलतापूर्वक मिश्रित किया है ताकि 3D प्रिंटिंग के लिए उपयुक्त एक मजबूत (resilient) पॉलीमर बनाया जा सके। VOiLA और Unified Intelligence जैसे स्टार्टअप आउटडोर फर्नीचर और मल्टी-लेयर प्लास्टिक (MLP) पैनलों का निर्माण करने के लिए इस तरह की वैज्ञानिक सफलताओं का लाभ उठा रहे हैं। ये शून्य-जल (zero-water), पर्यावरण-अनुकूल निर्माण विकल्प सर्कुलर इकोनॉमी (circular economy) को बढ़ावा देते हैं, हालांकि पारंपरिक बिल्डिंग कोड और उपभोक्ताओं के बीच मनोवैज्ञानिक बाधाओं के कारण बड़े पैमाने पर इनके विस्तार (scaling up) में चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है।
मुख्य बिंदु
- भारत प्रतिदिन 100-120 मिलियन सिंगल-यूज दूध के पैकेटों की खपत करता है; इन कम मूल्य वाले पॉलीथीन पैकेटों को अक्सर कचरा बीनने वालों द्वारा नजरअंदाज कर दिया जाता है और ये अंततः लैंडफिल में पहुंच जाते हैं।
- IISc के शोधकर्ताओं ने 'विट्रिमर' अणुओं का उपयोग करके असंगत पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन को एक टिकाऊ पॉलिमर में सफलतापूर्वक मिश्रित करने की एक विधि खोजी है।
- इस अभूतपूर्व सामग्री को स्टार्टअप VOiLA द्वारा सतत आउटडोर फर्नीचर और संरचनाएं बनाने के लिए 3D-प्रिंट किया जा रहा है।
- बेंगलुरु की एक अन्य फर्म, यूनिफाइड इंटेलिजेंस, रीसायकल करने में कठिन मल्टी-लेयर प्लास्टिक (MLPs) को आंतरिक दीवारों के लिए मजबूत हनीकॉम्ब पैनलों में बदलने के लिए 'थर्मोफ्यूजन' प्रक्रिया का उपयोग करती है।
- ये नवाचार चक्रीय अर्थव्यवस्था और शून्य-जल निर्माण को बढ़ावा देते हैं, हालांकि नियामक बाधाएं बनी हुई हैं क्योंकि वर्तमान बिल्डिंग कोड पारंपरिक कंक्रीट और ईंट के अनुसार तैयार किए गए हैं।
महत्वपूर्ण शब्द
भारतीय मानक ब्यूरो
उपभोक्ता मामले, खाद्य और सार्वजनिक वितरण मंत्रालय के तहत भारत का वैधानिक राष्ट्रीय मानक निकाय, जो BIS अधिनियम, 2016 के तहत स्थापित है और मानकों के निर्धारण, उत्पाद प्रमाणन तथा हॉलमार्किंग के लिए जिम्मेदार है।
UPSC context
GS II: सांविधिक और नियामक निकाय; GS III: अर्थशास्त्र। उपभोक्ता सुरक्षा, औद्योगिक मानकीकरण और गुणवत्ता प्रमाणन व्यवस्थाओं की समझ का परीक्षण करता है।
राष्ट्रीय भवन निर्माण संहिता
BIS द्वारा प्रकाशित एक राष्ट्रीय भवन दिशानिर्देश दस्तावेज़ (राष्ट्रीय भवन निर्माण मानक, 2026 के रूप में अद्यतित), जो भवन निर्माण और अग्नि सुरक्षा के लिए मॉडल विनियम और स्वैच्छिक सुरक्षा मानक प्रदान करता है।
UPSC context
GS III: बुनियादी ढांचा और आपदा प्रबंधन। शहरी सुरक्षा विनियमों, भवन निर्माण मानदंडों और संघीय कार्यान्वयन चुनौतियों के ज्ञान का परीक्षण करता है।
भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc)
बेंगलुरु में स्थित एक प्रमुख सार्वजनिक अनुसंधान विश्वविद्यालय, जिसकी स्थापना 1909 में जमशेदजी टाटा के सहयोग से की गई थी, जो उच्च-प्रभाव वाले वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रौद्योगिकी के स्वदेशीकरण के लिए व्यापक रूप से जाना जाता है।
UPSC context
GS III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। भारत में प्रमुख अनुसंधान संस्थानों, तकनीकी प्रगति और घरेलू R&D नवाचारों के ज्ञान का परीक्षण करता है।
केम्पेगौड़ा अंतर्राष्ट्रीय हवाई अड्डा
बेंगलुरु, कर्नाटक की सेवा करने वाला अंतर्राष्ट्रीय हवाई अड्डा, जो अपनी व्यापक हरित बुनियादी ढांचा पहलों, ठोस अपशिष्ट प्रबंधन प्रणालियों और चक्रीय अर्थव्यवस्था (circular economy) मॉडलों को व्यावहारिक रूप से अपनाने के लिए प्रसिद्ध है।
UPSC context
GS III: बुनियादी ढांचा और ठोस अपशिष्ट प्रबंधन। शहरी अपशिष्ट-प्रसंस्करण समाधानों, हरित हवाई अड्डों और सार्वजनिक-निजी स्थिरता साझेदारियों की समझ का परीक्षण करता है।
प्रारंभिक ट्रैप
विट्रिमर्स थर्मोसेटिंग पॉलिमर का एक वर्ग हैं जिन्हें स्थायी क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क के कारण एक बार क्योर (cure) होने के बाद पुनः आकार नहीं दिया जा सकता या पुनर्चक्रित नहीं किया जा सकता है।
पारंपरिक थर्मोसेट्स के विपरीत, विट्रिमर्स में गतिशील सहसंयोजक बंध (dynamic covalent bonds) होते हैं जो गर्म करने पर उन्हें प्रवाहित होने और नया आकार लेने की अनुमति देते हैं, जिससे वे अत्यधिक पुनर्चक्रण योग्य बन जाते हैं।
संबंधित अवधारणाएँ
विट्रिमर्स पारंपरिक थर्मोप्लास्टिक्स और थर्मोसेट्स से किस प्रकार भिन्न हैं?
- थर्मोप्लास्टिक: इनमें कमजोर अंतर-आणविक बल होते हैं; गर्म करने पर ये पिघल जाते हैं और ठंडा करने पर ठोस हो जाते हैं, जो इन्हें अत्यधिक पुनर्चक्रण योग्य लेकिन यांत्रिक रूप से कमजोर बनाता है।
- थर्मोसेट्स: इनमें स्थायी रासायनिक क्रॉस-लिंक्स होते हैं; गर्म करने पर ये पिघलते या बहते नहीं हैं, जिससे ये मजबूत तो बनते हैं लेकिन इनका पुनर्चक्रण असंभव हो जाता है।
- विट्रिमर्स: इनमें गतिशील, प्रतिवर्ती सहसंयोजक नेटवर्क होते हैं; ये उच्च यांत्रिक शक्ति प्रदर्शित करते हैं लेकिन गर्म करने पर थर्मोप्लास्टिक की तरह प्रवाहित हो सकते हैं और इन्हें पुनः आकार दिया जा सकता है।
भारत के प्लास्टिक अपशिष्ट प्रबंधन नियमों के मुख्य अधिदेश क्या हैं?
- EPR फ्रेमवर्क: यह उत्पादकों, आयातकों और ब्रांड स्वामियों के लिए प्लास्टिक पैकेजिंग कचरे के विशिष्ट और उत्तरोत्तर बढ़ते लक्ष्यों को एकत्रित करने, संसाधित करने और पुनर्चक्रित करने को अनिवार्य बनाता है।
- MLP वर्गीकरण: मल्टी-लेयर्ड प्लास्टिक को श्रेणी III के तहत वर्गीकृत करता है, जिससे लैंडफिल के बोझ को कम करने के लिए उन्हें कड़े रीसाइक्लिंग और संसाधन पुनर्प्राप्ति लक्ष्यों के अधीन किया गया है।
- लक्षित प्रतिबंध: कम उपयोगिता वाले विशिष्ट सिंगल-यूज़ प्लास्टिक पर प्रतिबंध लगाता है, हालांकि दूध के पाउच जैसी महत्वपूर्ण पैकेजिंग को बाहर रखा गया है, जिससे रासायनिक रीसाइक्लिंग विकल्पों की आवश्यकता होती है।
अंतर-विषय पैटर्न
3D प्रिंटिंग और शून्य-जल अवसंरचना
एडिटिव कंस्ट्रक्शन में पुनर्चक्रित पॉलीमर फिलामेंट्स का उपयोग पारंपरिक कंक्रीट क्योरिंग के अत्यधिक वाटर फुटप्रिंट को समाप्त करता है, जिससे हरित अवसंरचना के लक्ष्यों को आगे बढ़ाने में मदद मिलती है।
इको-नवाचार में नियामकीय अंतराल
हरित तकनीकी नवाचार अक्सर स्थिर बिल्डिंग कोड के कारण बाधित होते हैं, जो सामग्री विज्ञान के साथ विकसित होने वाले गतिशील नियामक मानकों की आवश्यकता को रेखांकित करता है।
थर्मोसेट और थर्मोप्लास्टिक गुणों के बीच विट्रिमर्स (Vitrimers) के अनूठे संयोजन के S&T के वैचारिक पॉलीमर (polymer) संबंधी प्रश्नों में पूछे जाने की अत्यधिक संभावना है।
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