એવા યુગમાં જ્યાં ટકાઉપણું હવે વૈભવી નથી પરંતુ જરૂરિયાત છે, મટીરિયલ ઉદ્યોગ પર્યાવરણને અનુકૂળ નવીનતાઓ તરફ પરિવર્તનશીલ પરિવર્તનમાંથી પસાર થઈ રહ્યો છે. મટિરિયલ ઇનોવેશન ઇનિશિયેટિવ (MII) અને ધ મિલ્સ ફેબ્રિકા દ્વારા નવીનતમ વ્હાઇટ સ્પેસ વિશ્લેષણ, નેક્સ્ટ-જનન મટિરિયલ્સના વધતા જતા ક્ષેત્રની શોધ કરે છે, જે આ ગતિશીલ ક્ષેત્રને વ્યાખ્યાયિત કરતી જીત અને પડકારો બંનેને હાઇલાઇટ કરે છે. આ નેક્સ્ટ-જન મટિરિયલ્સનો ઉદ્દેશ્ય પરંપરાગત પ્રાણી-આધારિત ઉત્પાદનો જેમ કે ‘ચામડું, રેશમ, ઊન, ફર અને ડાઉનને ટકાઉ વિકલ્પો સાથે બદલવાનો છે જે તેમના’ દેખાવ, લાગણી અને કાર્યક્ષમતાની નકલ કરે છે. પેટ્રોકેમિકલ્સમાંથી બનાવેલ પરંપરાગત કૃત્રિમ અવેજીથી વિપરીત, નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીઓ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ, છોડ અને ફૂગ જેવા બાયો-આધારિત ઘટકોનો લાભ લે છે, તેમના કાર્બન પદચિહ્ન અને પર્યાવરણીય અસરને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરે છે.
આ રિપોર્ટ આગામી-જનન સામગ્રી ઉદ્યોગમાં વૃદ્ધિ અને નવીનતા માટેની સાત મુખ્ય તકોની ઓળખ કરે છે. તે નેક્સ્ટ-જનન ચામડાની બહાર વૈવિધ્યકરણની જરૂરિયાતને રેખાંકિત કરે છે, જે હાલમાં બજારમાં પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જે અન્ય સામગ્રી જેમ કે ઊન, રેશમ અને ડાઉન એક્સપ્લોર કરે છે. વધુમાં, વિશ્લેષણ હાનિકારક પેટ્રોકેમિકલ ડેરિવેટિવ્સને બદલવા માટે બાયો-આધારિત, બાયોડિગ્રેડેબલ બાઈન્ડર, કોટિંગ્સ અને એડિટિવ્સના વિકાસની વિનંતી કરીને, સંપૂર્ણપણે ટકાઉ ઇકોસિસ્ટમની નિર્ણાયક જરૂરિયાતને દર્શાવે છે. પોલિએસ્ટર દ્વારા ઉદ્ભવતા પર્યાવરણીય જોખમોનો સામનો કરવા માટે 100% બાયો-આધારિત સિન્થેટીક ફાઇબરનો કોલ વધુ ટકાઉપણું માટે ઉદ્યોગની પ્રતિબદ્ધતા પર ભાર મૂકે છે.
તદુપરાંત, અહેવાલ વધુ ટકાઉ ફાઇબર બનાવવા માટે નવા બાયોફીડસ્ટોક સ્ત્રોતો, જેમ કે કૃષિ અવશેષો અને શેવાળના સમાવેશની હિમાયત કરે છે. તે નેક્સ્ટ-જનન પ્રોડક્ટ્સ માટે બહુમુખી અંત-જીવન વિકલ્પોના મહત્વને પણ હાઇલાઇટ કરે છે, એક પરિપત્ર અર્થતંત્રને પ્રોત્સાહન આપે છે જ્યાં સામગ્રીને ન્યૂનતમ પર્યાવરણીય અસર સાથે રિસાયકલ અથવા બાયોડિગ્રેડ કરી શકાય છે. વિશ્લેષણ R&D ટીમો માટે સામગ્રી વિજ્ઞાનમાં તેમની કુશળતાને વધુ ઊંડું કરવાની આવશ્યકતા પર ભાર મૂકે છે, ખાસ કરીને નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીની કામગીરી અને ટકાઉપણું વધારવા માટે માળખા-સંપત્તિ સંબંધોને સમજવામાં. તે પ્રયોગશાળા દ્વારા ઉગાડવામાં આવતી સામગ્રીના વિકાસને આગળ વધારવા માટે સેલ્યુલર એન્જિનિયરિંગ જેવા બાયોટેકનોલોજીકલ અભિગમોને વધારવા માટે કહે છે.
જેમ જેમ નેક્સ્ટ-જન મટિરિયલ્સ ઇન્ડસ્ટ્રી સતત વિકસિત થઈ રહી છે, તેમ આ વ્હાઇટ સ્પેસ વિશ્લેષણ ઇનોવેટર્સ અને રોકાણકારો માટે નિર્ણાયક રોડમેપ તરીકે કામ કરે છે, જે તેમને સામગ્રીના લેન્ડસ્કેપમાં ક્રાંતિ લાવવાની શોધમાં ટકાઉ અને નફાકારક સાહસો તરફ માર્ગદર્શન આપે છે.
સારાંશ દ્વારા: ડૉ. એસ. મેરેક મુલર | મટીરીયલ ઈનોવેશન ઈનિશિએટિવ દ્વારા મૂળ અભ્યાસ. (2021) | પ્રકાશિત: જુલાઈ 12, 2024
વ્હાઇટ સ્પેસ પૃથ્થકરણે "નેક્સ્ટ-જનર" સામગ્રી ઉદ્યોગમાં વર્તમાન સફળતાઓ, મુશ્કેલીઓ અને તકોની ઓળખ કરી.
વ્હાઇટ સ્પેસ વિશ્લેષણ એ હાલના બજારો પરના વિગતવાર અહેવાલો છે. તેઓ બજારની સ્થિતિને ઓળખે છે, જેમાં કયા ઉત્પાદનો, સેવાઓ અને ટેક્નોલોજીઓ અસ્તિત્વમાં છે, જે સફળ થઈ રહી છે, જે સંઘર્ષ કરી રહી છે અને ભાવિ નવીનતા અને ઉદ્યોગસાહસિકતા માટે બજારના સંભવિત અંતરાલનો સમાવેશ કરે છે. "નેક્સ્ટ-જનન" પ્રાણી વૈકલ્પિક સામગ્રી ઉદ્યોગનું આ વિગતવાર વ્હાઇટ સ્પેસ વિશ્લેષણ મટિરિયલ્સ ઇનોવેશન ઇનિશિયેટિવ દ્વારા જૂન 2021ના રાજ્ય-ઓફ-ધ-ઇન્ડસ્ટ્રી રિપોર્ટના MII એ નેક્સ્ટ જનરેશન મટિરિયલ સાયન્સ અને ઇનોવેશન માટે થિંક ટેન્ક છે. આ અહેવાલમાં, તેઓએ ધ મિલ્સ ફેબ્રિકા સાથે ભાગીદારી કરી, જે નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રી ઉદ્યોગમાં જાણીતા રોકાણકાર છે.
નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રી એ ચામડું, રેશમ, ઊન, ફર અને ડાઉન (અથવા "અધિકારી સામગ્રી") જેવી પ્રાણી-આધારિત સામગ્રીની સંશોધકો "બાયોમિમિક્રી" નો ઉપયોગ કરે છે જે બદલાઈ રહેલા પ્રાણી ઉત્પાદનોના દેખાવ, અનુભૂતિ અને અસરકારકતાની નકલ કરે છે. જો કે, નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીઓ "વર્તમાન-જનન" પ્રાણી વિકલ્પો જેવા કે પોલિએસ્ટર, એક્રેલિક અને પોલીયુરેથીન જેવા પેટ્રોકેમિકલ્સમાંથી બનાવેલ કૃત્રિમ ચામડા જેવી નથી. નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીઓ તેમના કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને ઘટાડવા માટે - પ્લાસ્ટિક નહીં - "બાયો-આધારિત" ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે. જૈવ-આધારિત સામગ્રીમાં સૂક્ષ્મજીવાણુઓ, છોડ અને ફૂગનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે નેક્સ્ટ-જનન મટીરીયલ પ્રોડક્શનનો દરેક ભાગ સંપૂર્ણપણે બાયો-આધારિત નથી, ત્યારે ઉદ્યોગ ઉભરતી ગ્રીન કેમિસ્ટ્રી ટેક્નોલોજીઓ દ્વારા ટકાઉ નવીનતા તરફ પ્રયત્નશીલ છે.
વ્હાઇટ સ્પેસ વિશ્લેષણ આગામી-જનન સામગ્રી ઉદ્યોગમાં નવીનતા માટેની સાત મુખ્ય તકોને ઓળખે છે.
- મર્યાદિત નવીનતા સાથે ઘણી આગામી પેઢીની સામગ્રી છે. ઉદ્યોગમાં અપ્રમાણસર રકમ (આશરે 2/3) ઇનોવેટર આગામી પેઢીના ચામડામાં સામેલ છે. આનાથી નેક્સ્ટ-જનન ઊન, રેશમ, ડાઉન, ફર અને વિદેશી સ્કિન્સ ઓછા રોકાણ અને ઓછા ઈનોવેટેડ રહે છે, જે ભવિષ્યના વિકાસ માટે પૂરતી તકો પૂરી પાડે છે. ચામડાના ઉદ્યોગની તુલનામાં, આ અન્ય આગામી-જનન સામગ્રીઓનું પરિણામ ઉત્પાદનનું નીચું જથ્થામાં પરિણમશે પરંતુ યુનિટ દીઠ વધુ નફો થવાની સંભાવના છે.
- રિપોર્ટમાં નેક્સ્ટ-જનન ઇકોસિસ્ટમને 100% ટકાઉ બનાવવાના પડકારોને હાઇલાઇટ કરવામાં આવ્યા છે. જો કે ઉદ્યોગ કૃષિ કચરો અને માઇક્રોબાયલ ઉત્પાદનો જેવા "ફીડસ્ટોક" નો સમાવેશ કરે છે, તેમ છતાં, નેક્સ્ટ-જનન કાપડની રચનામાં હજુ પણ પેટ્રોલિયમ અને જોખમી સામગ્રીની જરૂર પડે છે. પોલિવિનાઇલ ક્લોરાઇડ અને અન્ય વિનાઇલ આધારિત પોલિમર ખાસ ચિંતાનો વિષય છે, જે મોટાભાગે કૃત્રિમ ચામડામાં જોવા મળે છે. તેની ટકાઉપણું હોવા છતાં, તે અશ્મિભૂત ઇંધણ પર નિર્ભરતા, જોખમી સંયોજનો છોડવા, હાનિકારક પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સનો ઉપયોગ અને નીચા રિસાયક્લિંગ દરને કારણે સૌથી વધુ નુકસાનકર્તા પ્લાસ્ટિકમાંનું એક છે. બાયો-આધારિત પોલીયુરેથીન એક આશાસ્પદ વિકલ્પ પ્રદાન કરે છે, પરંતુ તે હજી વિકાસમાં છે. લેખકો સૂચવે છે કે સંશોધકો અને રોકાણકારોએ બાયો-આધારિત, બાયોડિગ્રેડેબલ વર્ઝન, કોટિંગ્સ, ડાયઝ, એડિટિવ્સ અને ફિનિશિંગ એજન્ટ્સનો વિકાસ અને વ્યાપારીકરણ કરવું જોઈએ.
- પોલિએસ્ટરના ઉપયોગનો સામનો કરવા માટે 100% બાયો-આધારિત કૃત્રિમ ફાઇબર બનાવવા માટે નેક્સ્ટ-જનન ઇનોવેટર્સને પ્રોત્સાહિત કરે છે હાલમાં, વાર્ષિક ઉત્પાદિત તમામ કાપડના કાચા માલમાં પોલિએસ્ટરનો હિસ્સો 55% છે. કારણ કે તે પેટ્રોલિયમ આધારિત છે, તેને ટકાઉ ફેશન ઉદ્યોગમાં . પોલિએસ્ટર એ એક જટિલ સામગ્રી છે જેમાં તે હાલમાં સિલ્ક અને ડાઉન જેવી સામગ્રી માટે "વર્તમાન-જનન" રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. જો કે, તે પર્યાવરણીય જોખમ પણ છે, કારણ કે તે પર્યાવરણમાં માઇક્રોફાઇબરને મુક્ત કરી શકે છે. રિપોર્ટ બાયો-આધારિત પોલિએસ્ટર ફાઇબર વિકસાવવા દ્વારા વર્તમાન-જનન વ્યૂહરચનાઓમાં ટકાઉ સુધારાઓની હિમાયત કરે છે. રિસાયકલ કરી શકાય તેવા પોલિએસ્ટર બનાવવા માટે વર્તમાન નવીનતાઓ પ્રક્રિયામાં છે, પરંતુ જીવનના અંતના બાયોડિગ્રેડબિલિટી મુદ્દાઓ ચિંતાનો વિષય છે.
- લેખકો રોકાણકારો અને સંશોધકોને નવા બાયોફીડસ્ટોકને નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીમાં સામેલ કરવા પ્રોત્સાહિત કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તેઓ કુદરતી અને અર્ધ-કૃત્રિમ (સેલ્યુલોસિક) તંતુઓમાં નવી શોધો અને તકનીકીઓ માટે બોલાવે છે. કપાસ અને શણ જેવા છોડના રેસા વૈશ્વિક ફાઇબર ઉત્પાદનમાં ~30% બનાવે છે. દરમિયાન, રેયોન જેવા અર્ધ-સિન્થેટીક્સ ~6% બનાવે છે. છોડમાંથી દોરવામાં આવ્યા હોવા છતાં, આ રેસા હજુ પણ ટકાઉપણુંની ચિંતાઓનું કારણ બને છે. દાખલા તરીકે, કપાસ વિશ્વની ખેતીલાયક જમીનનો 2.5% ઉપયોગ કરે છે, તેમ છતાં તમામ કૃષિ રસાયણોનો 10% ઉપયોગ કરે છે. કૃષિ અવશેષો, જેમ કે ચોખા અને તેલના પામના અવશેષો, ઉપયોગ કરી શકાય તેવા ફાઇબરમાં અપસાયકલિંગ માટે સક્ષમ વિકલ્પો પ્રદાન કરે છે. શેવાળ, જે વાતાવરણમાંથી CO2 દૂર કરવામાં વૃક્ષો કરતાં 400 ગણી વધુ કાર્યક્ષમ છે, તે બાયોફીડસ્ટોકના નવા સ્ત્રોત તરીકે પણ સંભવિત છે.
- વિશ્લેષણમાં નેક્સ્ટ-જનન પ્રોડક્ટ્સના અંતિમ જીવન વિકલ્પોમાં વૈવિધ્યતા વધારવા માટે કહેવામાં આવ્યું છે. લેખકોના મતે, નેક્સ્ટ-જનન સપ્લાયર્સ, ડિઝાઇનર્સ અને ઉત્પાદકો એ સમજવાની જવાબદારી ધરાવે છે કે સામગ્રીની પસંદગી તેમના ઉત્પાદનના ભાવિને કેવી રીતે અસર કરે છે. 30% સુધીનું માઇક્રોપ્લાસ્ટિક પ્રદૂષણ કાપડમાં ઉદ્દભવી શકે છે, જેમાં જીવનના અંતની વિવિધ પરિસ્થિતિઓ હોય છે. તેઓને લેન્ડફિલમાં ડમ્પ કરી શકાય છે, ઊર્જા માટે બાળી શકાય છે અથવા પર્યાવરણમાં કાઢી નાખવામાં આવી શકે છે. વધુ આશાસ્પદ વિકલ્પોમાં રી/અપસાયકલિંગ અને બાયોડિગ્રેડેશનનો સમાવેશ થાય છે. ઇનોવેટરોએ "ગોળાકાર અર્થતંત્ર" તરફ કામ કરવું જોઈએ, જ્યાં સામગ્રીનું ઉત્પાદન, ઉપયોગ અને નિકાલ એક પરસ્પર સંબંધમાં છે, એકંદર કચરો ઘટાડે છે. કાં તો રિસાયકલ અથવા થઈ શકે તેવી હોવી જોઈએ , જેનાથી ઉપભોક્તાનો બોજ ઓછો થાય. આ ક્ષેત્રમાં સંભવિત ખેલાડી પોલિલેક્ટિક એસિડ (પીએલએ) છે, જે આથો સ્ટાર્ચ વ્યુત્પન્ન છે, જેનો ઉપયોગ હાલમાં ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક બનાવવા માટે થાય છે. ભવિષ્યમાં 100% PLA ગારમેન્ટ ઉપલબ્ધ થઈ શકે છે.
- લેખકો સામગ્રી વિજ્ઞાનના મુખ્ય સિદ્ધાંતોમાં તેમની કુશળતા વધારવા માટે સંશોધન અને વિકાસ (R&D) ટીમોને બોલાવે છે. ખાસ કરીને, આગામી પેઢીના સંશોધકો અને વિકાસકર્તાઓએ માળખું-સંપત્તિ સંબંધોને સમજવું આવશ્યક છે. આ સંબંધમાં નિપુણતા મેળવવાથી R&D ટીમોને ચોક્કસ સામગ્રીના ગુણધર્મો સામગ્રીના પ્રદર્શનને કેવી રીતે જાણ કરે છે અને ઇચ્છિત પ્રદર્શન હાંસલ કરવા માટે સામગ્રીની રચના, માળખું અને પ્રક્રિયાને કેવી રીતે ફાઇન-ટ્યુન કરવું તે માપવાની મંજૂરી આપશે. આમ કરવાથી R&D ટીમોને મટિરિયલ ડિઝાઇન તરફ "ટોપ-ડાઉન" અભિગમથી પીવટ કરવામાં મદદ મળી શકે છે જે નવલકથા ઉત્પાદનના દેખાવ અને અનુભૂતિ પર ભાર મૂકે છે. તેના બદલે, બાયોમિમિક્રી સામગ્રી ડિઝાઇન માટે "બોટમ-અપ" અભિગમ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે જે આગામી-જનન સામગ્રીના સૌંદર્ય શાસ્ત્ર ઉપરાંત ટકાઉપણું અને ટકાઉપણાને ધ્યાનમાં લે છે. એક વિકલ્પ રિકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીન સંશ્લેષણનો ઉપયોગ કરવાનો છે - પ્રયોગશાળામાં ઉગાડવામાં આવેલા પ્રાણી કોષોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાણી પોતે વિના "ત્વચા" વિકસાવવા. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રયોગશાળામાં ઉગાડવામાં આવેલ "છુપાવો" ને પ્રાણીમાંથી મેળવેલા ચામડાની જેમ પ્રક્રિયા અને ટેન કરી શકાય છે.
- ખાસ કરીને સેલ્યુલર એન્જીનીયરીંગના ક્ષેત્રની અંદર જૈવ ટેકનોલોજીના ઉપયોગને વધારવા માટે સંશોધકોને હાકલ કરે છે ઘણી નેક્સ્ટ-જન સામગ્રી બાયોટેકનોલોજીકલ અભિગમો પર આધાર રાખે છે, જેમ કે સંસ્કારી કોષોમાંથી બનાવેલ ઉપરોક્ત પ્રયોગશાળામાં ઉગાડવામાં આવતું ચામડું. લેખકો ભારપૂર્વક જણાવે છે કે જેમ જેમ બાયોટેકનોલોજી આગલી પેઢીની સામગ્રીની રચનામાં આગળ વધે છે તેમ, સંશોધકોએ પાંચ પ્રક્રિયા વિચારણાઓનું ધ્યાન રાખવું જોઈએ: પસંદ કરેલ ઉત્પાદન સજીવ, સજીવને પોષક તત્વો પૂરા પાડવાની રીત, મહત્તમ વૃદ્ધિ માટે કોષોને "ખુશ" કેવી રીતે રાખવું, કેવી રીતે લણણી/ઇચ્છિત ઉત્પાદનમાં કન્વર્ટ કરો અને સ્કેલ-અપ કરો. સ્કેલ-અપ, અથવા વાજબી કિંમતે ઉત્પાદનના મોટા જથ્થાને સપ્લાય કરવાની ક્ષમતા, આગલી પેઢીની સામગ્રીની વ્યાવસાયિક સફળતાની આગાહી કરવા માટેની ચાવી છે. આગામી પેઢીની જગ્યાઓમાં આમ કરવું મુશ્કેલ અને ખર્ચાળ બની શકે છે. સદભાગ્યે, ઇનોવેટર્સને મદદ કરવા માટે સંખ્યાબંધ એક્સિલરેટર્સ અને ઇન્ક્યુબેટર ઉપલબ્ધ છે.
ચર્ચા કરાયેલ સાત સફેદ જગ્યાઓ ઉપરાંત, લેખકો ભલામણ કરે છે કે આગામી-જનન સામગ્રી ઉદ્યોગ વૈકલ્પિક પ્રોટીન ઉદ્યોગમાંથી પાઠ શીખે. આ હેતુ અને તકનીકમાં બે ઉદ્યોગોની સમાનતાને કારણે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નેક્સ્ટ-જનન ઇનોવેટર્સ માયસેલિયલ ગ્રોથ (મશરૂમ-આધારિત ટેક્નોલોજી) પર ધ્યાન આપી શકે છે. વૈકલ્પિક પ્રોટીન ઉદ્યોગ ખોરાક અને ચોકસાઇ આથો માટે માયસેલિયલ વૃદ્ધિનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે, માયસેલિયમની અનન્ય રચના અને ગુણધર્મોને કારણે, તે ચામડાનો આશાસ્પદ વિકલ્પ છે. તેના વૈકલ્પિક પ્રોટીન સમકક્ષની જેમ નેક્સ્ટ-જન મટિરિયલ્સ ઉદ્યોગે પણ ગ્રાહકની માંગ ઊભી કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ. આમ કરવાની એક રીત લોકપ્રિય ફેશન બ્રાન્ડ્સ દ્વારા પ્રાણી-મુક્ત સામગ્રી અપનાવવામાં આવે છે.
એકંદરે, નેક્સ્ટ-જનર સામગ્રી ઉદ્યોગ આશાસ્પદ છે. એક સર્વેક્ષણ દર્શાવે છે કે 94% ઉત્તરદાતાઓ તેમને ખરીદવા માટે ખુલ્લા હતા. લેખકો આશાવાદી છે કે આગામી પાંચ વર્ષમાં પ્રાણી-આધારિત સામગ્રી માટે આગામી-જનન ડાયરેક્ટ રિપ્લેસમેન્ટનું વેચાણ વાર્ષિક 80% સુધી વધશે. એકવાર નેક્સ્ટ-જનન સામગ્રીઓ વર્તમાન-જનન સામગ્રીની પરવડે તેવી ક્ષમતા અને અસરકારકતા સાથે મેળ ખાય તો, ઉદ્યોગ વધુ ટકાઉ ભવિષ્ય તરફ આગળ વધી શકે છે.
નોટિસ: આ સામગ્રી શરૂઆતમાં ફૌનાલિટીક્સ.આર.જી. પર પ્રકાશિત કરવામાં આવી હતી અને તે જરૂરી નથી કે Humane Foundationમંતવ્યોને પ્રતિબિંબિત કરે.
