اگلی نسل کے پائیدار مواد: نمو کے کلیدی مواقع اور مارکیٹ کی بصیرت

وائٹ اسپیس تجزیہ موجودہ مارکیٹوں پر تفصیلی رپورٹس ہیں۔ وہ مارکیٹ کی حالت کی نشاندہی کرتے ہیں، بشمول کون سی مصنوعات، خدمات، اور ٹیکنالوجیز موجود ہیں، جو کامیاب ہو رہی ہیں، جو جدوجہد کر رہی ہیں، اور مستقبل کی اختراعات اور انٹرپرینیورشپ کے لیے ممکنہ مارکیٹ کے فرق۔ میٹریلز انوویشن انیشی ایٹو کی طرف سے جون 2021 کی اسٹیٹ آف دی انڈسٹری رپورٹ کے فالو اپ کے طور پر تشکیل دیا گیا تھا۔ MII اگلی نسل کے مواد کی سائنس اور اختراع کے لیے ایک تھنک ٹینک ہے۔ اس رپورٹ میں، انہوں نے ملز فیبریکا کے ساتھ شراکت کی، جو اگلی نسل کے مواد کی صنعت میں ایک مشہور سرمایہ کار ہے۔

اگلی نسل کے مواد روایتی جانوروں پر مبنی مواد جیسے چمڑے، ریشم، اون، کھال اور نیچے (یا "موجودہ مواد") کے براہ راست متبادل ہیں۔ اختراع کرنے والے جانوروں کی مصنوعات کی شکل، احساس اور تاثیر کو نقل کرنے کے لیے "بائیو مِکری" کا استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، اگلی نسل کے مواد "موجودہ نسل" جانوروں کے متبادل جیسے پالئیےسٹر، ایکریلک، اور مصنوعی چمڑے جیسے پیٹرو کیمیکل جیسے پولیوریتھین سے بنائے گئے نہیں ہیں۔ اگلی نسل کے مواد اپنے کاربن فوٹ پرنٹ کو کم کرنے کے لیے "بائیو بیسڈ" اجزاء استعمال کرتے ہیں — پلاسٹک نہیں —۔ بائیو بیسڈ مواد میں جرثومے، پودے اور فنگی شامل ہیں۔ اگرچہ اگلی نسل کے مواد کی پیداوار کا ہر حصہ مکمل طور پر بائیو بیسڈ نہیں ہے، لیکن صنعت ابھرتی ہوئی سبز کیمسٹری ٹیکنالوجیز کے ذریعے پائیدار اختراع کی طرف کوشاں ہے۔

وائٹ اسپیس کا تجزیہ اگلی نسل کے مواد کی صنعت میں جدت کے لیے سات اہم مواقع کی نشاندہی کرتا ہے۔

1. محدود جدت کے ساتھ اگلے نسل کے کئی مواد ہیں۔ صنعت میں ایک غیر متناسب رقم (تقریبا 2/3) اختراعی اگلی نسل کے چمڑے میں شامل ہیں۔ اس سے اگلی نسل کی اون، ریشم، نیچے، کھال، اور غیر ملکی کھالیں کم سرمایہ کاری شدہ اور کم اختراع شدہ رہ جاتی ہیں، جو مستقبل کی ترقی کے لیے کافی مواقع فراہم کرتی ہیں۔ چمڑے کی صنعت کے مقابلے میں، اگلی نسل کے ان دیگر مواد کے نتیجے میں پیداوار کا حجم کم ہوگا لیکن فی یونٹ زیادہ منافع کا امکان ہے۔
2. رپورٹ میں اگلی نسل کے ماحولیاتی نظام کو 100% پائیدار بنانے میں چیلنجوں پر روشنی ڈالی گئی ہے۔ اگرچہ اس صنعت میں زرعی فضلہ اور مائکروبیل مصنوعات جیسے "فیڈ اسٹاک" کو شامل کیا جاتا ہے، لیکن اگلی نسل کے ٹیکسٹائل کی تشکیل کے لیے اب بھی اکثر پیٹرولیم اور خطرناک مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔ خاص طور پر تشویش کا باعث پولی وینیل کلورائیڈ اور دیگر ونائل پر مبنی پولیمر ہیں، جو اکثر مصنوعی چمڑے میں پائے جاتے ہیں۔ اس کی پائیداری کے باوجود، یہ فوسل ایندھن پر انحصار، خطرناک مرکبات کے اخراج، نقصان دہ پلاسٹکائزرز کے استعمال، اور کم ری سائیکلنگ کی شرح کی وجہ سے سب سے زیادہ نقصان دہ پلاسٹک میں سے ایک ہے۔ بائیو بیسڈ پولیوریتھین ایک امید افزا متبادل پیش کرتا ہے، لیکن اب بھی ترقی میں ہے۔ مصنفین تجویز کرتے ہیں کہ اختراع کرنے والوں اور سرمایہ کاروں کو بائنڈرز، کوٹنگز، رنگوں، اضافی اشیاء اور فنشنگ ایجنٹس کے بائیو بیسڈ، بائیوڈیگریڈیبل ورژن تیار اور تجارتی بنانا چاہیے۔
3. وہ اگلی نسل کے اختراع کاروں کو پالئیےسٹر کے استعمال کا مقابلہ کرنے کے لیے 100% بائیو بیسڈ مصنوعی ریشے بنانے کی ترغیب دیتے ہیں۔ فی الحال، پالئیےسٹر سالانہ تیار کیے جانے والے تمام ٹیکسٹائل خام مال کا 55% بنتا ہے۔ چونکہ یہ پیٹرولیم پر مبنی ہے، اس لیے اسے پائیدار فیشن انڈسٹری ۔ پالئیےسٹر ایک پیچیدہ مواد ہے جس میں یہ فی الحال ریشم اور نیچے جیسے مواد کے لیے "موجودہ نسل" کے متبادل کے طور پر کام کرتا ہے۔ تاہم، یہ ایک ماحولیاتی خطرہ بھی ہے، کیونکہ یہ مائیکرو فائبر کو ماحول میں چھوڑ سکتا ہے۔ رپورٹ بائیو بیسڈ پالئیےسٹر ریشوں کی ترقی کے ذریعے موجودہ نسل کی حکمت عملیوں میں پائیدار بہتری کی وکالت کرتی ہے۔ ری سائیکل پالئیےسٹر بنانے کے لیے موجودہ ایجادات عمل میں ہیں، لیکن زندگی کے آخر میں بائیو ڈیگریڈیبلٹی کے مسائل تشویش کا باعث بنے ہوئے ہیں۔
4. مصنفین سرمایہ کاروں اور اختراع کاروں کی حوصلہ افزائی کرتے ہیں کہ وہ نئے بائیو فیڈ اسٹاک کو اگلی نسل کے مواد میں شامل کریں۔ دوسرے لفظوں میں، وہ قدرتی اور نیم مصنوعی (سیلولوسک) ریشوں میں نئی ​​دریافتوں اور ٹیکنالوجیز کا مطالبہ کرتے ہیں۔ کپاس اور بھنگ جیسے پودوں کے ریشے عالمی فائبر کی پیداوار کا 30% حصہ بناتے ہیں۔ دریں اثنا، ریون جیسی نیم مصنوعی چیزیں ~ 6 فیصد بنتی ہیں۔ پودوں سے کھینچے جانے کے باوجود، یہ ریشے اب بھی پائیداری کے خدشات کا باعث بنتے ہیں۔ مثال کے طور پر، روئی دنیا کی قابل کاشت زمین کا 2.5 فیصد استعمال کرتی ہے، پھر بھی تمام زرعی کیمیکلز کا 10 فیصد۔ زرعی باقیات، جیسے چاول اور تیل کی کھجور کی باقیات، قابل استعمال ریشوں میں اوپر سائیکلنگ کے لیے قابل عمل اختیارات پیش کرتی ہیں۔ طحالب، جو کہ ماحول سے CO2 کو ہٹانے میں درختوں سے 400 گنا زیادہ موثر ہے، بائیو فیڈ اسٹاک کے ایک نئے ذریعہ کے طور پر بھی صلاحیت رکھتا ہے۔
5. تجزیہ اگلی نسل کی مصنوعات کے آخر زندگی کے اختیارات میں استعداد بڑھانے کا مطالبہ کرتا ہے۔ مصنفین کے مطابق، اگلی نسل کے سپلائرز، ڈیزائنرز اور مینوفیکچررز کی ذمہ داری ہے کہ وہ یہ سمجھیں کہ مواد کا انتخاب ان کی مصنوعات کی قسمت پر کیسے اثر انداز ہوتا ہے۔ مائیکرو پلاسٹک آلودگی کا 30% تک ٹیکسٹائل میں پیدا ہو سکتا ہے، جس میں زندگی کے اختتام کے مختلف منظرنامے ہوتے ہیں۔ انہیں لینڈ فل میں پھینکا جا سکتا ہے، توانائی کے لیے جلایا جا سکتا ہے، یا ماحول میں ضائع کیا جا سکتا ہے۔ مزید امید افزا اختیارات میں ری/اپ سائیکلنگ اور بائیو ڈی گریڈیشن شامل ہیں۔ اختراع کرنے والوں کو ایک "سرکلر اکانومی" کی طرف کام کرنا چاہیے، جہاں مواد کی پیداوار، استعمال، اور تصرف ایک باہمی تعلق میں ہے، جس سے مجموعی فضلہ کو کم سے کم کرنا چاہیے۔ ری سائیکل یا بائیوڈیگریڈ کرنے کے قابل ہونا چاہیے، جس سے صارفین کے بوجھ کو کم کیا جائے ۔ اس علاقے میں ایک ممکنہ کھلاڑی پولی لیکٹک ایسڈ (PLA) ہے، جو ایک خمیر شدہ نشاستے سے ماخوذ ہے، جو فی الحال انحطاط پذیر پلاسٹک بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مستقبل میں 100% PLA گارمنٹس دستیاب ہو سکتے ہیں۔
6. مصنفین تحقیق اور ترقی (R&D) ٹیموں کو مادی سائنس کے بنیادی اصولوں میں اپنی مہارت بڑھانے کے لیے کہتے ہیں۔ خاص طور پر، اگلی نسل کے محققین اور ڈویلپرز کو ساخت اور جائیداد کے تعلقات کو سمجھنا چاہیے۔ اس تعلق میں مہارت حاصل کرنے سے R&D ٹیموں کو یہ اندازہ کرنے کی اجازت ملے گی کہ کس طرح مخصوص مادی خصوصیات کسی مواد کی کارکردگی کو مطلع کرتی ہیں اور مطلوبہ کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے مواد کی ساخت، ساخت اور پروسیسنگ کو کس طرح ٹھیک کرنا ہے۔ ایسا کرنے سے R&D ٹیموں کو مواد کے ڈیزائن کی طرف "ٹاپ-ڈاؤن" نقطہ نظر سے محور کرنے میں مدد مل سکتی ہے جو کہ ایک نئے پروڈکٹ کی شکل و صورت پر زور دیتا ہے۔ اس کے بجائے، بایومیمیکری مٹیریل ڈیزائن کے لیے ایک "باٹم اپ" اپروچ کے طور پر کام کر سکتی ہے جو اگلی نسل کے مواد کی جمالیات کے علاوہ پائیداری اور پائیداری پر غور کرتی ہے۔ ایک آپشن یہ ہے کہ ریکومبیننٹ پروٹین کی ترکیب کا استعمال کیا جائے - لیبارٹری سے تیار کردہ جانوروں کے خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے جانوروں کے بغیر "جلد" بڑھنے کے لیے۔ مثال کے طور پر، لیبارٹری سے تیار کردہ "چھپانے" پر عملدرآمد کیا جا سکتا ہے اور جانوروں کے چمڑے کی طرح ٹینڈ کیا جا سکتا ہے۔
7. یہ اختراع کرنے والوں سے بایو ٹیکنالوجی کے استعمال کو بڑھانے کا مطالبہ کرتا ہے، خاص طور پر سیلولر انجینئرنگ کے شعبے میں۔ اگلی نسل کے بہت سے مواد بایوٹیکنالوجیکل طریقوں پر انحصار کرتے ہیں، جیسے کہ متذکرہ لیبارٹری سے تیار شدہ چمڑے جو مہذب خلیوں سے بنے ہیں۔ مصنفین اس بات پر زور دیتے ہیں کہ جیسے جیسے بائیوٹیکنالوجی اگلی نسل کی مادی تخلیق میں ترقی کرتی ہے، اختراع کرنے والوں کو عمل کے پانچ پہلوؤں کا خیال رکھنا چاہیے: منتخب پیداواری جاندار، حیاتیات کو غذائی اجزاء فراہم کرنے کا طریقہ، زیادہ سے زیادہ نشوونما کے لیے خلیات کو "خوش" رکھنے کا طریقہ، کیسے۔ کٹائی/مطلوبہ پروڈکٹ میں تبدیل کریں، اور اسکیل اپ کریں۔ اسکیل اپ، یا مناسب قیمت پر پروڈکٹ کی بڑی مقدار فراہم کرنے کی صلاحیت، اگلی نسل کے مواد کی تجارتی کامیابی کی پیشین گوئی کرنے کی کلید ہے۔ اگلی نسل کی جگہوں پر ایسا کرنا مشکل اور مہنگا ہو سکتا ہے۔ خوش قسمتی سے، اختراع کرنے والوں کی مدد کے لیے متعدد ایکسلریٹر اور انکیوبیٹرز دستیاب ہیں۔

زیر بحث سات سفید جگہوں کے علاوہ، مصنفین تجویز کرتے ہیں کہ اگلی نسل کے مواد کی صنعت متبادل پروٹین کی صنعت سے سبق سیکھے۔ یہ مقصد اور ٹیکنالوجی میں دو صنعتوں کی مماثلت کی وجہ سے ہے۔ مثال کے طور پر، اگلی نسل کے اختراع کار مائیکیلیل گروتھ (مشروم پر مبنی ٹیکنالوجی) کو دیکھ سکتے ہیں۔ متبادل پروٹین کی صنعت خوراک اور صحت سے متعلق ابال کے لیے مائسییل نمو کا استعمال کرتی ہے۔ تاہم، مائیسیلیم کی منفرد ساخت اور خصوصیات کی وجہ سے، یہ چمڑے کا ایک امید افزا متبادل ہے۔ اگلی نسل کے مواد کی صنعت کو، اپنے متبادل پروٹین ہم منصب کی طرح، صارفین کی طلب پیدا کرنے پر بھی توجہ دینی چاہیے۔ ایسا کرنے کا ایک طریقہ مشہور فیشن برانڈز جانوروں سے پاک مواد کو اپنانا ہے۔

مجموعی طور پر، اگلی نسل کے مواد کی صنعت امید افزا ہے۔ ایک سروے سے پتہ چلتا ہے کہ 94% جواب دہندگان انہیں خریدنے کے لیے تیار تھے۔ مصنفین پر امید ہیں کہ اگلے پانچ سالوں میں جانوروں پر مبنی مواد کے لیے اگلی نسل کی براہ راست تبدیلی کی فروخت 80 فیصد سالانہ تک بڑھے گی۔ ایک بار جب اگلی نسل کا مواد موجودہ نسل کے مواد کی استطاعت اور تاثیر سے مماثلت رکھتا ہے، تو یہ صنعت زیادہ پائیدار مستقبل کی طرف آگے بڑھ سکتی ہے۔