पुढील पिढीतील शाश्वत सामग्री: मुख्य वाढीच्या संधी आणि बाजारपेठ अंतर्दृष्टी

व्हाइट स्पेस विश्लेषणे विद्यमान बाजारपेठेतील तपशीलवार अहवाल आहेत. ते कोणत्या उत्पादने, सेवा आणि तंत्रज्ञान अस्तित्त्वात आहेत, जे यशस्वी होत आहेत, जे संघर्ष करीत आहेत आणि भविष्यातील नावीन्य आणि उद्योजकतेसाठी संभाव्य बाजारातील अंतर यासह ते बाजारपेठेची स्थिती ओळखतात. मटेरियल इनोव्हेशन इनिशिएटिव्हच्या अत्याधुनिक अहवालाचा पाठपुरावा म्हणून तयार केले गेले एमआयआय ही पुढील-जनरल मटेरियल सायन्स आणि इनोव्हेशनसाठी थिंक टँक आहे. या अहवालात, त्यांनी पुढच्या-जनरेशन मटेरियल इंडस्ट्रीमधील ज्ञात गुंतवणूकदार मिल्स फॅब्रिकाशी भागीदारी केली.

लेदर, रेशीम, लोकर, फर आणि डाउन (किंवा “सध्याचे साहित्य”) यासारख्या प्राणी-आधारित सामग्रीची थेट बदली नवनिर्मित करणारे प्राण्यांच्या उत्पादनांची जागा बदलल्या जाणा .्या देखावा, भावना आणि प्रभावीपणाची कॉपी करण्यासाठी “बायोमिमिक्री” वापरतात. तथापि, नेक्स्ट-जनरल सामग्री पॉलिस्टर, ry क्रेलिक आणि पॉलीयुरेथेन सारख्या पेट्रोकेमिकल्सपासून बनविलेले सिंथेटिक लेदर सारख्या “चालू-जनरल” प्राण्यांच्या पर्यायांसारखे नसतात. पुढील-जनरल सामग्री त्यांच्या कार्बन फूटप्रिंट कमी करण्यासाठी “बायो-आधारित” घटक-प्लास्टिक नाही-वापरण्याचा कल आहे. बायो-आधारित सामग्रीमध्ये सूक्ष्मजंतू, वनस्पती आणि बुरशीचा समावेश आहे. पुढील-जनरल सामग्रीच्या उत्पादनाचा प्रत्येक भाग संपूर्णपणे बायो-आधारित नसला तरी, उद्योग उदयोन्मुख ग्रीन केमिस्ट्री टेक्नॉलॉजीजद्वारे टिकाऊ नाविन्यपूर्णतेसाठी प्रयत्न करीत आहे.

व्हाईट स्पेस विश्लेषण पुढील-जनरेशन मटेरियल उद्योगातील नाविन्यपूर्णतेसाठी सात प्रमुख संधी ओळखते.

1. मर्यादित नाविन्यासह पुढील-जनरल सामग्री आहेत. उद्योगातील नवनिर्मितीची एक अप्रिय रक्कम (अंदाजे 2/3) पुढील-जनरल लेदरमध्ये सामील आहे. यामुळे पुढील-जनरल लोकर, रेशीम, डाऊन, फर आणि विदेशी स्किन्स अंडर-इनव्हेस्टेड आणि अंडर-इनोव्हेटेड सोडतात, जे भविष्यातील वाढीसाठी पुरेशी संधी प्रदान करतात. चामड्याच्या उद्योगाच्या तुलनेत या इतर पुढील-जनरल सामग्रीमुळे उत्पादनाचे प्रमाण कमी होईल परंतु प्रति युनिट जास्त नफा मिळण्याची शक्यता आहे.
2. पुढील-जनरल इकोसिस्टम 100% टिकाऊ बनविण्याच्या आव्हानांना अहवालात हायलाइट केले आहे. जरी उद्योगात कृषी कचरा आणि सूक्ष्मजीव उत्पादनांसारख्या “फीडस्टॉक” समाविष्ट आहेत, परंतु पुढील-जनरल कापड तयार करण्यासाठी अद्यापही पेट्रोलियम आणि घातक सामग्रीची आवश्यकता असते. पॉलिव्हिनिल क्लोराईड आणि इतर विनाइल-आधारित पॉलिमर, जे बहुतेकदा कृत्रिम लेदरमध्ये आढळतात. टिकाऊपणा असूनही, जीवाश्म इंधनांवर अवलंबून राहून, घातक संयुगे सोडणे, हानिकारक प्लास्टिकायझर्सचा वापर आणि कमी पुनर्वापर दरामुळे हे सर्वात हानिकारक प्लास्टिक आहे. बायो-आधारित पॉलीयुरेथेन एक आशादायक पर्याय देते, परंतु अद्याप विकासात आहे. लेखक सूचित करतात की नवकल्पना आणि गुंतवणूकदारांनी बाइंडर्स, कोटिंग्ज, डाईज, itive डिटिव्ह्ज आणि फिनिशिंग एजंट्सची बायो-आधारित, बायोडिग्रेडेबल आवृत्त्या विकसित करणे आणि त्याचे व्यापारीकरण करणे आवश्यक आहे.
3. पॉलिस्टरच्या वापराचा प्रतिकार करण्यासाठी 100% बायो-आधारित सिंथेटिक फायबर तयार करण्यासाठी पुढील-जनरल नवनिर्मितांना प्रोत्साहित करतात सध्या, पॉलिस्टर दरवर्षी उत्पादित सर्व कापड कच्च्या मालांपैकी 55% आहे. कारण ते पेट्रोलियम-आधारित आहे, हे टिकाऊ फॅशन उद्योगातील . पॉलिस्टर ही एक गुंतागुंतीची सामग्री आहे जी सध्या रेशीम आणि डाऊन सारख्या सामग्रीसाठी “चालू-जनरल” बदलण्याची शक्यता आहे. तथापि, हे पर्यावरणीय जोखीम देखील आहे, कारण ते वातावरणात मायक्रोफिबर्स सोडू शकते. अहवालात बायो-आधारित पॉलिस्टर फायबर विकसित करण्याद्वारे चालू-जनरल रणनीतींमध्ये शाश्वत सुधारणांसाठी वकिली केली आहे. पुनर्वापर करण्यायोग्य पॉलिस्टर तयार करण्यासाठी सध्याच्या नवकल्पना प्रक्रियेत आहेत, परंतु आयुष्यातील शेवटचे बायोडिग्रेडेबिलिटी मुद्दे चिंताजनक आहेत.
4. लेखक गुंतवणूकदार आणि नवोदितांना पुढील-जनरल सामग्रीमध्ये नवीन बायोफिडस्टॉक समाविष्ट करण्यास प्रोत्साहित करतात. दुसर्‍या शब्दांत, ते नैसर्गिक आणि अर्ध-संश्लेषण (सेल्युलोसिक) तंतूंमध्ये नवीन शोध आणि तंत्रज्ञानाची मागणी करतात. कॉटन आणि हेम्प सारख्या वनस्पती तंतूंनी जागतिक फायबर उत्पादनाच्या 30% उत्पादन केले आहे. दरम्यान, रेयन सारख्या अर्ध-सिंथेटिक्स ~ 6%आहेत. वनस्पतींमधून काढले जात असूनही, या तंतूंना अजूनही टिकावपणाची चिंता निर्माण होते. उदाहरणार्थ, कापूस जगातील 2.5% शेतीयोग्य जमीन वापरते, परंतु सर्व कृषी रसायनांपैकी 10%. तांदूळ आणि तेल पामपासून अवशेष सारख्या कृषी अवशेष वापरण्यायोग्य तंतूंमध्ये अपसायकलिंगसाठी व्यवहार्य पर्याय देतात. वातावरणामधून सीओ 2 काढून टाकण्याच्या झाडांपेक्षा 400 पट अधिक कार्यक्षम असलेल्या शैवालमध्ये बायोफिडस्टॉकचा एक नवीन स्रोत म्हणून क्षमता आहे.
5. विश्लेषणामध्ये नेक्स्ट-जनरल उत्पादनांच्या जीवनातील पर्यायांमध्ये अष्टपैलुत्व वाढविण्याची आवश्यकता आहे. लेखकांच्या मते, पुढील-जनक पुरवठा करणारे, डिझाइनर आणि उत्पादकांची सामग्री निवड त्यांच्या उत्पादनाच्या भवितव्यावर कसा परिणाम करते हे समजून घेण्याची जबाबदारी आहे. 30% पर्यंत मायक्रोप्लास्टिक प्रदूषण वस्त्रोद्योगात उद्भवू शकते, ज्यात विविध प्रकारच्या जीवनातील परिस्थिती आहेत. त्यांना लँडफिलमध्ये टाकले जाऊ शकते, उर्जेसाठी जाळले जाऊ शकते किंवा वातावरणात टाकले जाऊ शकते. अधिक आशादायक पर्यायांमध्ये री/अपसायकलिंग आणि बायोडिग्रेडेशन समाविष्ट आहे. नवकल्पनांनी “परिपत्रक अर्थव्यवस्थेकडे” काम केले पाहिजे, जेथे भौतिक उत्पादन, वापर आणि विल्हेवाट परस्पर संबंधात आहे, एकूण कचरा कमी करते. एकतर पुनर्नवीनीकरण किंवा बायोडिग्रेडेड, ग्राहकांचे ओझे कमी करण्यासाठी सक्षम असावे या क्षेत्रातील संभाव्य खेळाडू म्हणजे पॉलीलेक्टिक acid सिड (पीएलए), एक किण्वित स्टार्च डेरिव्हेटिव्ह, जो सध्या डीग्रेडेबल प्लास्टिक बनविण्यासाठी वापरला जातो. भविष्यात 100% पीएलए गारमेंट्स उपलब्ध असू शकतात.
6. साहित्य विज्ञानाच्या मूलभूत तत्त्वांमध्ये त्यांचे कौशल्य वाढविण्यासाठी लेखक संशोधन आणि विकास (आर अँड डी) संघांना कॉल करतात विशेषतः, पुढील-जनरल संशोधक आणि विकसकांनी रचना-प्रॉपर्टी संबंध समजून घेतले पाहिजेत. या संबंधात प्रभुत्व मिळविण्यामुळे आर अँड डी कार्यसंघांना विशिष्ट सामग्री गुणधर्म एखाद्या सामग्रीच्या कामगिरीची माहिती कशी दिली जाईल आणि इच्छित कामगिरी साध्य करण्यासाठी सामग्रीची रचना, रचना आणि प्रक्रिया कशी करावी हे कसे सांगू शकेल. असे केल्याने कादंबरीच्या उत्पादनाच्या देखावा आणि भावनांवर जोर देणारी सामग्री डिझाइनच्या “टॉप-डाऊन” दृष्टिकोनातून आर अँड डी कार्यसंघ तयार होण्यास मदत होऊ शकते. त्याऐवजी, बायोमिमिक्री पुढील-जनरेशन मटेरियलच्या सौंदर्यशास्त्र व्यतिरिक्त टिकाव आणि टिकाऊपणाचा विचार करणार्‍या सामग्रीच्या डिझाइनसाठी “बॉटम-अप” दृष्टिकोन म्हणून कार्य करू शकते. एक पर्याय म्हणजे रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन संश्लेषणाचा वापर करणे-लॅब-पिकलेल्या प्राण्यांच्या पेशींचा वापर प्राण्यांशिवाय “त्वचा” वाढविण्यासाठी. उदाहरणार्थ, लॅब-पिकलेल्या “लपवा” वर प्रक्रिया केली जाऊ शकते आणि प्राणी-आंबट चामड्यासारखे टॅन केले जाऊ शकते.
7. विशेषत: सेल्युलर अभियांत्रिकीच्या क्षेत्रामध्ये, बायोटेक्नॉलॉजीचा त्यांचा वापर वाढविण्यास नवनिर्मितीसाठी हे कॉल करते बरीच नेक्स्ट-जनरल सामग्री बायोटेक्नॉलॉजिकल पध्दतींवर अवलंबून असते, जसे की सुसंस्कृत पेशींमधून बनविलेले वरील लॅब-पिकलेले लेदर. लेखक यावर जोर देतात की बायोटेक्नॉलॉजी पुढील-जनरेशन भौतिक निर्मितीमध्ये प्रगती करत असताना, नवकल्पना पाच प्रक्रियेच्या विचारांची जाणीव ठेवली पाहिजेत: निवडलेले उत्पादन जीव, जीवांना पोषकद्रव्ये पुरवण्याचा मार्ग, जास्तीत जास्त वाढीसाठी पेशींना “आनंदी” कसे ठेवता येईल, इच्छित उत्पादनात कापणी/रूपांतरित कसे करावे आणि स्केल-अप. स्केल-अप, किंवा वाजवी किंमतीवर उत्पादनाची मोठ्या प्रमाणात पुरवठा करण्याची क्षमता ही पुढील-जनरल सामग्रीच्या व्यावसायिक यशाचा अंदाज लावण्याची गुरुकिल्ली आहे. असे करणे पुढील-जनरल स्पेसमध्ये कठीण आणि महाग असू शकते. सुदैवाने, नवोदितांना मदत करण्यासाठी अनेक प्रवेगक आणि इनक्यूबेटर उपलब्ध आहेत.

चर्चा केलेल्या सात पांढर्‍या जागांव्यतिरिक्त, लेखक शिफारस करतात की पुढील-जनरेशन मटेरियल उद्योग पर्यायी प्रथिने उद्योगातून धडे शिकतील. हे दोन उद्योगांच्या उद्देश आणि तंत्रज्ञानाच्या समानतेमुळे आहे. उदाहरणार्थ, नेक्स्ट-जनरल नवनिर्मिती मायसेलियल ग्रोथ (मशरूम-आधारित तंत्रज्ञान) कडे पाहू शकतात. पर्यायी प्रथिने उद्योग अन्न आणि अचूक किण्वनसाठी मायसेलियल वाढीचा वापर करते. तथापि, मायसेलियमच्या अद्वितीय रचना आणि गुणधर्मांमुळे, हा चामड्याचा एक आशादायक पर्याय आहे. पुढील-जनरल मटेरियल इंडस्ट्रीने त्याच्या पर्यायी प्रथिने समकक्षाप्रमाणेच ग्राहकांची मागणी तयार करण्यावरही लक्ष केंद्रित केले पाहिजे. असे करण्याचा एक मार्ग म्हणजे लोकप्रिय फॅशन ब्रँडद्वारे प्राणी-मुक्त सामग्रीचा अवलंब करणे.

एकंदरीत, पुढील-जनरल मटेरियल उद्योग आशादायक आहे. एका सर्वेक्षणात असे दिसून आले आहे की %%% प्रतिसादक त्यांना खरेदी करण्यासाठी खुले होते. लेखक आशावादी आहेत की पुढील पाच वर्षांत प्राणी-आधारित सामग्रीच्या पुढील-जनरल थेट बदलांची विक्री वर्षाकाठी 80% पर्यंत वाढेल. एकदा नेक्स्ट-जनरल सामग्री सध्याच्या-जनरल सामग्रीची परवडणारी क्षमता आणि प्रभावीपणाशी जुळल्यानंतर, उद्योग अधिक टिकाऊ भविष्याकडे जाण्यासाठी ड्राइव्हचे नेतृत्व करू शकतो.