एक स्थायी फैशन क्रांति की शुरुआत: लकड़ी को कपड़ों में बदलने वाले भौतिकविदों से मिलें - फिजिक्स वर्ल्ड

आपको यह जानकर थोड़ा आश्चर्य हो सकता है कि, हाल ही में यूरोपीय संघ (ईयू) के एक अध्ययन के अनुसार, दुनिया भर में फैशन और कपड़े इसके लिए जिम्मेदार हैं। वैश्विक CO का 10%₂ उत्सर्जन - यह अंतरराष्ट्रीय उड़ानों और समुद्री शिपिंग से कहीं अधिक है। जब आप सुबह अपनी जींस पहनते हैं तो संभवत: यह कुछ ऐसा नहीं है जिसके बारे में आप सोचते हैं, लेकिन आपके कपड़ों पर महत्वपूर्ण पर्यावरणीय लागत आती है।

दरअसल, अनुमान बताते हैं कि एक जोड़ी जींस के निर्माण से लगभग 16.2 किलोग्राम CO₂ उत्सर्जित होता है - और फिर भी, लगभग 2625 किलोग्राम कपड़े हर सेकंड बेकार हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त, एक किलो कपास बनाने में लगभग 10,000-20,000 लीटर पानी लगता है - लगभग एक टी-शर्ट और एक जोड़ी जींस बनाने के लिए आवश्यक मात्रा - और उत्पाद की रंगाई और परिष्करण के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायन जल प्रदूषण में योगदान करते हैं।

हालाँकि हममें से अधिकांश लोग इन चिंताजनक आंकड़ों से चिंतित हो सकते हैं, जेन पोरेनन - उस समय फिनलैंड के तकनीकी अनुसंधान केंद्र (वीटीटी) में एक भौतिक विज्ञानी - ने 2014 में इसके बारे में कुछ करने का फैसला किया। वीटीटी में बायोमटेरियल्स के प्रमुख के रूप में - सबसे बड़ा फिनिश अनुसंधान और प्रौद्योगिकी संगठन - वह मदद नहीं कर सका लेकिन आश्चर्यचकित रह गया कि क्या यह अधिक टिकाऊ वस्त्र बनाना संभव था; जो न्यूनतम पानी से, प्रदूषणकारी रसायनों के उपयोग के बिना और नगण्य CO के साथ बनाए गए हैं₂ उत्सर्जन. इसे ध्यान में रखते हुए, उन्होंने अपने वीटीटी टीम लीडर, भौतिक विज्ञानी के साथ मिलकर एक स्पिन-ऑफ कंपनी का प्रस्ताव रखा जुहा सलमेला. दोनों ने सह-स्थापना की स्पिन्नोवा, एक कंपनी जो आज किसी भी रसायन का उपयोग किए बिना फॉरेस्ट स्टीवर्डशिप काउंसिल (एफएससी)-प्रमाणित लकड़ी से सेलूलोज़ को कपड़ा फाइबर में बदल देती है।

सूत कातना

प्रौद्योगिकी के लिए विचार की चिंगारी 2009 में आई, जब सलमेला ने एक भाषण सुना फ़्रिट्ज़ वोलरथ, एक विकासवादी जीवविज्ञानी यूनिवर्सिटी ऑफ ओक्सफोर्ड, जहां उन्होंने मकड़ी रेशम और नैनोसेल्यूलोज के बीच समानता को रेखांकित किया। उस समय, सलमेला की टीम इस बात पर ध्यान केंद्रित कर रही थी कि सेलूलोज़ लुगदी कैसे बहती है, और सलमेला ने सोचा, "क्या होगा यदि लकड़ी के फाइबर को मकड़ी के जाल की प्राकृतिक प्रक्रिया के समान कपड़ा फाइबर में बुना जा सके?"

दरअसल, स्पिननोवा यांत्रिक रूप से लकड़ी के गूदे को सूक्ष्म रेशों में संसाधित करने में सक्षम था, जिन्हें एक श्रृंखला में संरेखित किया जाता है और एक छोटे नोजल के माध्यम से उच्च दबाव में कपास जैसे धागे में खींचा जाता है। फिर रेशों को सुखाकर एकत्र किया जाता है, और सूत में पिरोने के लिए तैयार किया जाता है। पोरेनन बताते हैं, "सभी मानव निर्मित सेलूलोज़ फाइबर घुलने की प्रक्रियाओं पर आधारित होते हैं - हम कच्चे माल को घोलने का काम नहीं करते हैं।"

ये नए फाइबर पारंपरिक कपास की तुलना में 99.5% कम पानी और 74% कम CO₂ उत्सर्जन का उपयोग करते हैं, और पुन: प्रयोज्य और बायोडिग्रेडेबल दोनों हैं। रसायन-मुक्त होने के अलावा, स्पिननोवा फाइबर माइक्रोप्लास्टिक से भी मुक्त हैं। 2033 तक, कंपनी का अनुमान है कि इसके फाइबर दुनिया की €4 बिलियन कपास आपूर्ति के 44% की जगह ले सकते हैं, जिससे पर्यावरण पर कम दबाव पड़ेगा और संभावित रूप से कपड़ा श्रमिकों के लिए सुरक्षा में सुधार होगा।

कंपनी की स्थापना से लेकर व्यावसायीकरण तक पोरानन और सालमेला को आठ साल लगे और आज उनके पास 37 अंतरराष्ट्रीय पेटेंट और 40 से अधिक पेटेंट लंबित हैं। पोरेनन का मानना ​​है कि उनकी भौतिकी पृष्ठभूमि ने उन्हें पर्यावरण की दृष्टि से हानिकारक कपड़ों पर फैशन उद्योग की निर्भरता को हल करने की दिशा में इस लंबी लेकिन रोमांचक यात्रा के लिए अच्छी तरह से तैयार किया है।

परिस्थितियों को स्वीकार कर लेना

एक भौतिक विज्ञानी के रूप में पोरेनन का मार्ग असामान्य परिस्थितियों में शुरू हुआ। उन्होंने फ़िनलैंड में अपनी अनिवार्य सैन्य सेवा अभी-अभी पूरी की थी, जब वे घर आए तो उन्हें उन कई विश्वविद्यालयों में से एक का पत्र मिला, जिनमें उन्होंने आवेदन किया था। इसमें कहा गया कि पोरेनन बिना प्रवेश परीक्षा दिए भौतिकी की पढ़ाई कर सकते हैं क्योंकि उन्हें हाई स्कूल में इतने अच्छे अंक मिले थे। पोरेनन ने विधिवत शुरुआत की Jyväskylä विश्वविद्यालय फ़िनलैंड में, जहाँ से उन्होंने 1997 में शिक्षण की डिग्री के साथ स्नातक की उपाधि प्राप्त की। वे कहते हैं, ''मैं था - और अब भी - प्रवाह के साथ जा रहा हूं।''

पोरानन ने शुरू में भौतिकी शिक्षक बनने की योजना बनाई थी, लेकिन लुगदी और कागज कंपनी के साथ मिलकर उसी विश्वविद्यालय में प्रवाह गतिशीलता और रियोलॉजी में स्नातकोत्तर का आनंद लेने के बाद Valmet, उन्होंने पीएचडी जारी रखने का फैसला किया। पोरेनन कहते हैं, "शुरुआत में मेरी पीएचडी करने की कोई योजना नहीं थी क्योंकि मुझे लगता था कि भौतिकी मेरे लिए बहुत कठिन है।" "मुझे एक स्नातक कार्यक्रम के लिए चुना गया था जिसमें उद्योग और विश्वविद्यालय के बीच घनिष्ठ सहयोग था, और यहीं पर मैंने देखा कि कुछ प्रकार के पेपर-कोटिंग अनुप्रयोगों को प्राप्त करने के लिए किस प्रकार के रियोलॉजिकल गुणों की आवश्यकता होती है।"

पोरेनन ने अपनी पीएचडी के दौरान एक शोध वैज्ञानिक के रूप में वीटीटी में भी काम किया और 2001 में इसे पूरा करने से पहले, एक वर्ष से अधिक समय तक एक्सचेंज शोधकर्ता के रूप में काम किया। डगलस बौसफ़ील्ड अमेरिका में मेन विश्वविद्यालय में। वहां, पोरेनन ने पेपर कोटिंग और प्रिंटिंग जैसी औद्योगिक प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए सरलीकृत मॉडल विकसित करने और प्रयोगों के साथ इन्हें सत्यापित करने के तरीके के बारे में अधिक सीखा। जब कागज के रेशों को यंत्रवत् उपचारित किया जाता है, तो सेल्युलोज नैनोफाइब्रिल्स (सीएनएफ) नामक बारीक पैमाने के रेशे उत्पन्न होते हैं। जैसा कि पोरेनन ने सीखा, इनका उपयोग कोटिंग, पेंट और चिकित्सा उपकरणों जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। बाद में, बौसफ़ील्ड पोरेनन के पीएचडी परीक्षक के रूप में नियुक्त हुए।

आरंभ में, पोरेनन को पता था कि वह व्यावहारिक भौतिकी को प्राथमिकता देते हैं, और पारंपरिक शैक्षणिक करियर उनके लिए सही रास्ता नहीं है। अपनी पीएचडी के बाद, उन्होंने वीटीटी में एक शोध वैज्ञानिक के रूप में काम करना जारी रखा, लेकिन जल्द ही वानिकी क्षेत्र में प्रबंधकीय भूमिकाएँ निभाईं, जिसमें अनिवार्य रूप से उत्पादों, गतिविधियों और जंगलों और वुडलैंड्स के प्रबंधन की देखरेख शामिल है - चाहे वह लकड़ी, वन्यजीव अध्ययन, जैव विविधता, मनोरंजन और हो। अधिक। पोरेनन ने नए ग्राहक संघों के निर्माण से लेकर प्रौद्योगिकी प्रबंधक के रूप में छह से आठ टीमों के अनुसंधान एवं विकास अध्ययन के प्रबंधन तक कई तरह की नौकरियां कवर कीं। "हमारी टीम की मुख्य उपलब्धि वन क्षेत्र में वीटीटी के अनुसंधान को विश्व स्तर पर अग्रणी अनुसंधान के रूप में विकसित करना था," पोरेनन कहते हैं, जो बायोमटेरियल्स में वीटीटी के अनुसंधान पर काम करने से पहले लगभग आठ वर्षों तक उस पद पर रहे। वह छह अनुसंधान टीमों और 120 कर्मचारियों का प्रबंधन करते हुए इस विभाग के प्रमुख बने।

2011 में, वीटीटी एक साल तक चलने वाले आभासी व्यापार-प्रबंधन और नवाचार कार्यक्रम में भाग लेने के लिए अपने भावी नेताओं का चयन कर रहा था। आईएमडी बिजनेस स्कूल लॉज़ेन में. 3000 से अधिक शोधकर्ताओं के समूह में से जिन कुछ लोगों को भाग लेने के लिए चुना गया था, उनमें से एक होने पर पोरेनन को खुशी हुई। दरअसल, उनका मानना ​​है कि यह वह कार्यक्रम था जिसने उन्हें स्पिननोवा स्थापित करने का आत्मविश्वास दिया। यहीं पर उन्होंने ''नेतृत्व, प्रबंधन और रणनीति के बारे में सीखा, साथ ही मुझे बड़ी तस्वीर देखने में मदद की। और इसने मुझे - मध्य फ़िनलैंड के जंगल से किसी को - क्रांतिकारी नवाचारों के साथ आने के लिए पर्याप्त साहसी बना दिया।

घूम रहा है

हालाँकि पोरेनन लगभग एक साल तक वीटीटी में बायोमटेरियल्स के प्रमुख रहे थे, लेकिन उन्हें पता था कि सलमेला की टीम द्वारा विकसित की जा रही तकनीक क्रांतिकारी थी। वह कहते हैं, ''यह सबसे अच्छा नवाचार था जिसे मैंने लुगदी और कागज क्षेत्र से बाहर आते देखा था।'' जबकि पोरेनन व्यक्तिगत रूप से प्रौद्योगिकी के विवरण में शामिल नहीं थे, उन्होंने पाया कि "मेरी भौतिकी पृष्ठभूमि के साथ, मेरे लिए यह समझना आसान था कि यह एक मौलिक नवाचार था जिसे औद्योगिक पैमाने पर ले जाना था।"

पोरानन की मुलाकात सल्मेला से भौतिकी में स्नातक की पढ़ाई के दौरान हुई थी। उनका मानना ​​था कि अपनी विशेषज्ञता को मिलाकर वे सेलूलोज़ से कपड़ा फाइबर बनाने के अपने पेटेंट किए गए विचार को आगे बढ़ा सकते हैं और फैशन उद्योग को बदल सकते हैं। सलमेला की टीम के तीन प्रमुख शोधकर्ता - दो भौतिक विज्ञानी और एक इंजीनियर - शुरू से ही उनके साथ जुड़ गए, जिससे कंपनी के लिए आगे बढ़ना आसान हो गया। “हमारे पास वह सभी क्षमताएं थीं जिनकी हमें ज़रूरत थी लेकिन हमें प्रयोगशाला से प्रौद्योगिकी को बढ़ाने के तरीकों के साथ आना पड़ा; पोरेनन कहते हैं, ''बहुत परीक्षण और त्रुटि हुई।'' आज, सलमेला स्पिननोवा की मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी हैं।

सबसे पहले, स्पिननोवा ने पेपर-पल्प फाइबर से फिलामेंट यार्न बनाने पर विचार किया, लेकिन वीटीटी से बौद्धिक संपदा खरीदने के बाद, दो साल बाद टिकाऊ माइक्रोफाइब्रिलेटेड सेलूलोज़ (अक्सर नैनोसेल्यूलोज़ के रूप में जाना जाता है) के लिए इसे छोड़ दिया। पोरेनन कहते हैं, ''वह एक बड़ा निर्णय था।'' बदलती भूमिकाओं के बावजूद - वीटीटी में बायोमटेरियल्स के प्रमुख से लेकर स्पिननोवा के मुख्य कार्यकारी तक (यह पद वह 2022 तक रहे) - बहुत कुछ नहीं बदला, क्योंकि वह रणनीति और फंडिंग में शामिल रहे। लेकिन पोरेनन स्वीकार करते हैं कि अपनी कंपनी के लिए काम करने से उनकी ज़िम्मेदारियाँ और काम का बोझ बढ़ गया है। पोरेनन कहते हैं, ''मैं पिछले सात वर्षों से चौबीस-सात काम कर रहा था।''

लेकिन उनकी सारी मेहनत रंग लाई. 2019 में स्पिननोवा ने अंततः फ़िनलैंड के ज्यवास्किला में एक पायलट-पैमाने पर उत्पादन सुविधा शुरू की। एच एंड एम, एडिडास और मैरीमेको जैसे कई प्रसिद्ध कपड़ों के ब्रांडों ने पहले से ही फाइबर में रुचि ली थी और स्पिननोवा के अनुसंधान और विकास के साथ काम करना शुरू कर दिया था। उनकी प्रारंभिक उत्पादन सुविधा सिर्फ एक बेसमेंट थी, लेकिन "2021 में हम खुद को और ब्राजील स्थित अपने भागीदारों को समझाने में सक्षम थे Suzano - दुनिया का सबसे बड़ा दृढ़ लकड़ी का गूदा उत्पादक - कि हम इसे व्यावसायिक स्तर तक बढ़ाने के लिए तैयार थे,'' वह कहते हैं, उनकी प्रक्रिया केवल 'एक छोटे बाल जैसा कुछ' बनाती है, इसलिए इसे बढ़ाना एक चुनौती रही है।

जैसा कि होता है, इस वर्ष मई के अंत में, पहली व्यावसायिक सुविधा SPINNOVA® फाइबर का उत्पादन शुरू किया गया। वुडस्पिन द्वारा संचालित - स्पिननोवा और सुज़ानो के बीच एक संयुक्त उद्यम - उनका उद्देश्य जिम्मेदारी से उगाए गए नीलगिरी के पेड़ों से सालाना 1000 टन कपड़ा फाइबर का उत्पादन करना है। सलमेला बताते हैं, "स्पिननोवा की पेटेंटेड फाइबर उत्पादन प्रक्रिया में किसी भी हानिकारक रसायन या विघटन की आवश्यकता नहीं होती है, न ही यह अपशिष्ट या माइक्रोप्लास्टिक्स उत्पन्न करता है।" वह आगे कहते हैं कि उनकी प्रक्रिया में “74% छोटा जीवन चक्र कार्बन फ़ुटप्रिंट है और पारंपरिक कपास उत्पादन की तुलना में 99.5% कम पानी का उपयोग होता है। परिणाम एक प्राकृतिक, कपास जैसा कपड़ा फाइबर है जो ब्रांडों और उपभोक्ताओं की कठोर पर्यावरणीय और प्रदर्शन मांगों को पूरा करता है - और, इस तरह की सुविधाओं के माध्यम से, अब बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।

विश्व स्तर पर स्केलिंग

हालाँकि पोरेनन अब परिचालन स्तर पर स्पिननोवा के लिए ज़िम्मेदार नहीं हैं, लेकिन वह इस बात से उत्साहित हैं कि कंपनी ने अंततः इसे व्यावसायिक पैमाने पर बना दिया है। स्पिननोवा के बोर्ड के कार्यकारी अध्यक्ष के रूप में अपनी नई भूमिका में, वह अब पीछे हट सकते हैं और कंपनी के दीर्घकालिक भविष्य पर विचार कर सकते हैं। “सीईओ के रूप में मैं मूल रूप से हर चीज के लिए जिम्मेदार था; हर कोई हमेशा आपके पास आ रहा है, पूछ रहा है कि क्या यह या वह करना ठीक है या कैसे आगे बढ़ना है, इत्यादि," वह बताते हैं। "आप व्यावहारिक रूप से पूरी कंपनी चला रहे हैं और यह एक भावनात्मक रोलर-कोस्टर है क्योंकि एक दिन कंपनी खराब स्थिति में हो सकती है लेकिन अगले दिन ठीक हो सकती है।"

पोरेनन का लक्ष्य स्पिननोवा को विश्व की अग्रणी टिकाऊ कपड़ा फाइबर कंपनी बनाना है। वह कहते हैं, ''बड़ा सपना यह है कि हम इसे विश्व स्तर पर बढ़ाने में सक्षम हों।'' पोरेनन के लिए, आसानी से उपलब्ध लकड़ी का गूदा बड़े पैमाने पर हासिल करने के लिए स्पिननोवा का सबसे अच्छा विकल्प है। लेकिन, सिद्धांत रूप में, स्पिननोवा की तकनीक अपने फाइबर का उत्पादन करने के लिए किसी भी प्रकार के सेलूलोज़ का उपयोग कर सकती है - चाहे वह कृषि या बायोवेस्ट-आधारित सेलूलोज़ हो, या चमड़े और कपड़ा अपशिष्ट हो। वास्तव में, इस साल सितंबर तकस्पिननोवा ने स्वीडिश कपड़ा रीसाइक्लिंग कंपनी के साथ साझेदारी की नवीनीकरण कपड़ा अपशिष्ट-आधारित फाइबर को नए, जैव-आधारित कपड़ा फाइबर में बदलना। रिन्यूसेल की तकनीक उन्हें कपास और विस्कोस जैसे कपड़ा कचरे को "सर्क्युलोज" नामक बायोडिग्रेडेबल लुगदी उत्पाद में पुनर्चक्रित करने की अनुमति देती है, जिसका उपयोग नए फाइबर का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। अब तक, सर्कुलोज़ का उपयोग केवल विस्कोस जैसे मानव निर्मित सेल्यूलोसिक फाइबर बनाने के लिए किया गया है। स्पिननोवा के साथ साझेदारी करके, सर्कुलोज़ पल्प का उपयोग अब फाइबर स्पिनिंग प्रक्रिया में किसी भी हानिकारक रसायनों के उपयोग के बिना, बायोबेस्ड टेक्सटाइल फाइबर बनाने के लिए किया जा सकता है। दरअसल, स्पिननोवा ने पहले ही 100% सर्कुलोज़ का उपयोग करके यार्न और कपड़े के लिए पहले बैच का उत्पादन किया है, और कपास और सर्कुलोज़-आधारित स्पिनोवा फाइबर के मिश्रण से पहला प्रोटोटाइप बनाया है। स्पिननोवा का अनुमान है कि पहला उपभोक्ता उत्पाद 2024 के अंत तक उपलब्ध होगा।

चुनौतियों के बावजूद, पोरेनन का मानना ​​है कि उनकी भौतिकी विशेषज्ञता ने उन्हें हर चीज के लिए तैयार किया है। वे कहते हैं, "भौतिकी अपने आप में बेहद कठिन है, लेकिन आप लगभग असंभव समस्याओं को हल करना सीखते हैं।" "भौतिकी ने मुझे जो सबसे बड़ा सबक सिखाया है वह यह है कि आपके सामने जो भी चुनौतियाँ आएं उनसे डरो मत और आगे बढ़ते रहो।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/spinning-a-sustainable-fashion-revolution-meet-the-physicists-turning-wood-into-clothes/