Sargassum-based particleboards for sustainable construction: Performance of pelagic and benthic biomass combined with agro-industrial residues

हर साल, कैरिबियन, मेक्सिको और ब्राजील के समुद्र तटों पर भारी मात्रा में भूरी समुद्री घास बहकर आती है। यह समुद्री घास, जिसे सारगासमम (sargassum) के नाम से जाना जाता है, महासागर का एक प्राकृतिक हिस्सा है, लेकिन जलवायु परिवर्तन और प्रदूषण के कारण यह अत्यधिक मात्रा में पहुँच रही है। जैसे ही ये ढेर रेत पर सड़ते हैं, वे जहरीली गैसें छोड़ते हैं जो स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुँचाती हैं, पर्यटन को बाधित करती हैं और सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करती हैं। साथ ही, वैश्विक फर्नीचर और निर्माण उद्योग कैबिनेट, शेल्फ और दीवारों के लिए लकड़ी के पैनल बनाने हेतु पेड़ों को काटने पर बहुत अधिक निर्भर है। ये दोनों समस्याएँ—बहुत अधिक सड़ती समुद्री घास और बहुत अधिक काटे जाने वाले पेड़—एक दूसरे से असंबंधित लगती हैं, फिर भी इन दोनों में जैविक सामग्री की अधिकता शामिल है जिसे एक नए उद्देश्य की आवश्यकता है। वैज्ञानिक इन अपशिष्ट धाराओं को उपयोगी उत्पादों में बदलने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं, जिसे चक्रीय अर्थव्यवस्था (circular economy) की अवधारणा कहा जाता है, जहाँ सामग्रियों का उपयोग फेंकने के बजाय पुन: उपयोग किया जाता है। चुनौती इन गीली, रेशेदार और अक्सर नमकीन सामग्रियों को कुछ ऐसा बनाने में सक्षम बनाने की है जो इमारतों या घरों में उपयोग करने के लिए पर्याप्त मजबूत हो।

ब्राजील और कनाडा के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह परीक्षण करने के लिए हाथ आजमाया कि क्या इस सड़ती समुद्री घास को निर्माण सामग्री में बदला जा सकता है। उन्होंने पार्टिकलबोर्ड बनाने पर ध्यान केंद्रित किया, जो लकड़ी या पौधों के रेशों के छोटे टुकड़ों को एक गोंद के साथ दबाकर बनाई गई सपाट शीट होती है। टीम ने दो अलग-अलग प्रकार के सारगासमम एकत्र किए: एक जो खुले महासागर में तैरता है और बड़े मैट के रूप में तट पर आता है, और दूसरा जो तट के पास समुद्र तल पर उगता है। इन समुद्री घास के टुकड़ों को एक साथ पकड़ने में मदद करने के लिए, उन्होंने इन्हें दो सामान्य कृषि अवशेषों के साथ मिलाया: गन्ने की खोई (sugasse bagasse), जो गन्ना कुचलने के बाद बचा हुआ रेशेदार गूदा है, और नारियल के छिलके के रेशे। उन्होंने अरंडी के तेल (castor oil) से बने एक विशेष गोंद का उपयोग किया, जो एक वनस्पति-आधारित चिपकने वाला पदार्थ है और उन पेट्रोलियम-आधारित गोंदों की तुलना में कम जहरीला है जिनका उपयोग आमतौर पर कारखानों में किया जाता है। लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये मिश्रण ठोस पैनल बना सकते हैं जो फर्नीचर और आंतरिक दीवारों के लिए आवश्यक सुरक्षा और मजबूती के मानकों को पूरा करते हैं।

शोधकर्ताओं ने यह तुलना करने के लिए कि सामग्री एक साथ कैसे काम करती है, चार अलग-अलग प्रकार के पैनल बनाए। कुछ पैनलों में बाहरी परतों के लिए गन्ने की खोई और बीच के हिस्से के लिए समुद्री घास का उपयोग किया गया, जबकि अन्य में बाहरी हिस्से में नारियल के रेशों के साथ अंदर समुद्री घास का उपयोग किया गया। उन्होंने इन मिश्रणों को एक बड़े कटिंग बोर्ड के आकार के बोर्डों में दबाया और उनका कड़ाई से परीक्षण किया। परीक्षणों ने यह मापा कि पानी में भीगने पर बोर्ड कितना फूलता है, टूटने से पहले वे कितना वजन सह सकते हैं, और परतें आपस में कितनी अच्छी तरह जुड़ती हैं। परिणामों ने उनके दो कृषि भागीदारों के बीच एक स्पष्ट अंतर दिखाया। गन्ने की खोई से बने पैनलों ने बहुत अच्छा प्रदर्शन किया, जो शुष्क वातावरण (जैसे कार्यालय के विभाजन या फर्नीचर) में गैर-संरचनात्मक उपयोग के लिए सख्त आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। ये बोर्ड मजबूत थे, अपना आकार बनाए रखते थे और बहुत अधिक पानी नहीं सोखते थे।

इसके विपरीत, नारियल के छिलके के रेशों से बने पैनल उतना अच्छा प्रदर्शन नहीं कर सके। हालांकि वे आपस में जुड़ने के लिए न्यूनतम सुरक्षा मानकों को पूरा करते थे, लेकिन उन्होंने गन्ने वाले संस्करणों की तुलना में काफी अधिक पानी सोखा और अधिक फूला। जब शोधकर्ताओं ने एक शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी के नीचे बोर्डों को देखा, तो उन्हें समझ आया कि ऐसा क्यों हुआ। गन्ने के कण आपस में बहुत कसकर जुड़े हुए थे, जिससे एक सघन और ठोस संरचना बनी। हालाँकि, नारियल के रेशे लंबे और पतले थे, जिससे बोर्ड के अंदर अंतराल और खाली स्थान रह गए जिससे पानी आसानी से अंदर जा सका। कणों के आपस में फिट होने के तरीके में यह अंतर बोर्ड के भीतर जाने वाले पानी के प्रवेश के लिए अधिक महत्वपूर्ण साबित हुआ। चाहे समुद्री घास खुले महासागर से आई हो या समुद्र तल से, अंतिम बोर्ड की मजबूती पर कोई खास फर्क नहीं पड़ा, जब तक कि उसे सही कृषि साथी के साथ मिलाया गया हो।

अध्ययन ने यह भी मापा कि ये नए बोर्ड गर्मी को गुजरने से रोकने में कितने सक्षम हैं, जो इन्सुलेशन के लिए एक प्रमुख विशेषता है। गन्ने और समुद्री घास से बने पैनल ऊष्मा को उसी दर पर संचालित करते हैं जैसा कि निर्माण में उपयोग किए जाने वाले मानक लकड़ी के उत्पाद, जिससे पता चलता है कि वे इमारतों को गर्म या ठंडा रखने में मदद कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि समुद्री घास अकेले मुख्य निर्माण ब्लॉक के रूप में उपयोग करने के लिए बहुत कमजोर और अत्यधिक जल-शोषक है, लेकिन यह गन्ने की खोई और वनस्पति-आधारित गोंद के साथ मिलकर एक फिलर सामग्री के रूप में बहुत अच्छी तरह काम करती है। यह दृष्टिकोण सड़ती समुद्री घास को एक मूल्यवान संसाधन में बदलने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है। समुद्री घास का उपयोग करके जो अन्यथा समुद्र तट पर सड़ जाती, समुदाय विघटन के दौरान निकलने वाली जहरीली गैसों को कम करने के साथ-साथ लकड़ी के उत्पादों का एक टिकाऊ विकल्प भी बना सकते हैं, जिससे एक तटीय समस्या को निर्माण उद्योग के लिए समाधान में बदला जा सकता है।