‘จีน’ คิดค้นโฟมจากปลาหมึก-ฝ้าย ดึง ‘ไมโครพลาสติก’ ออกจากน้ำได้ 99%

“ไมโครพลาสติก” อนุภาคขนาดเล็กที่แตกตัวออกมาจากพลาสติกขนาดใหญ่ เช่น สิ่งทอสังเคราะห์  ผลิตภัณฑ์บรรจุอาหาร ตลอดจนเครื่องสำอาง ซึ่งสามารถลอยเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้โดยไม่รู้ตัว เป็นต้นตอของโรคร้ายแรงหลายชนิด เช่น มะเร็ง ความสามารถในการสืบพันธุ์ลดลง และทารกในครรภ์มีพัฒนาการช้าลง

เพื่อแก้ไขปัญหาไมโครพลาสติกที่ถือเป็น ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนพัฒนาโฟมที่สามารถกำจัดไมโครพลาสติกออกจากน้ำได้มากถึง 99.8% ซึ่งเป็นวิธีที่คุ้มต้นทุนในการจัดการกับมลพิษจากอนุภาคพลาสติกที่เชื่อว่าเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์

โฟมดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยคณะนักวิจัยจากจีน 4 มหาวิทยาลัย ได้แก่ มหาวิทยาลัยอู่ฮั่น มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจง มหาวิทยาลัยตงหัว และมหาวิทยาลัยกวางสี โดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances 

นักวิจัยได้สกัดชีวมวลที่ยั่งยืน คือ ไคตินและเซลลูโลส โดยสกัดไคตินจากกระดูกปลาหมึก และเซลลูโลสจากฝ้าย สารทั้ง 2 ชนิดนี้ เป็นสารที่มีคุณสมบัติสามารถรวบรวมสารอื่น เช่น สารมลพิษหรือสารพิษไว้บนพื้นผิวได้ เนื่องจากโครงสร้างที่มีรูพรุนสูง แต่เชื่อมต่อกันด้วยประจุบวก ที่ทำหน้าที่ดึงพลาสติกออกจากน้ำ จึงนิยมใช้เป็น “ตัวดูดซับ” (adsorbent) ซึ่งเป็นสารที่สามารถดูดซับสารอื่นไว้ที่ผิวได้ปริมาณมาก 

จากนั้นจึงผสมสารทั้งสองชนิดผสมเข้าด้วยกัน กลายเป็นโฟมที่เรียกว่า “Ct-Cel” ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการกำจัดไมโครพลาสติกออกจากน้ำมากถึง 89.9-99.8% ในตัวอย่างทั่วไปในความเข้มข้นต่างกัน ทั้งในน้ำชลประทานทางการเกษตร น้ำในทะเลสาบ น้ำนิ่ง และน้ำชายฝั่งทะเล

“หลักการออกแบบของเราจะช่วยพัฒนาโฟมชีวมวลให้สามารถใช้งานได้จริงและยั่งยืนในอนาคต เพื่อต่อสู้กับมลพิษจากไมโครพลาสติก” นักวิจัยจากเมืองอู่ฮั่นและหัวจงสรุป

นอกจากนี้ ยังสามารถการดูดซับพลาสติกชนิดอื่น ๆ เช่น โพลีเมทิลเมทาคริเลต โพลีโพรพิลีน โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต โพลิสไตรีน โพลิเมทิลเมทาคริเลต โพลิโพรพิลีน และโพลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต ตั้งแต่ขนาด 100 นาโนเมตร ไปจนถึงไมโครพลาสติกขนาด 3 ไมครอนได้อย่างแม่นยำ โดยไม่มีวัตถุอื่น ๆ เช่น โลหะหนัก จุลินทรีย์ และสารมลพิษอินทรีย์ เจือปน

“โฟม Ct-Cel เป็นนวัตกรรมสิ่งประดิษฐ์ใหม่ที่ยั่งยืนและมีศักยภาพอย่างมาก ในการแยกไมโครพลาสติกจากแหล่งน้ำ” รายงานกล่าว

อีกทั้ง โฟมเหล่านี้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกหลายครั้ง โดยที่มีประสิทธิภาพสม่ำเสมอ แม้จะใช้งานซ้ำหลายครั้ง ในระดับ 95.1-98.1% การทดสอบประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่าโฟม Ct-Cel มีจลนศาสตร์ของการดูดซับ (Adsorption kinetic) ที่รวดเร็ว โดยถึงจุดสมดุลภายใน 24 ชั่วโมง ประสิทธิภาพการดูดซับยังคงอยู่ในระดับสูงในไมโครพลาสติกหลากหลายประเภทและขนาด 

ปริมาณขยะไมโครพลาสติกในสิ่งแวดล้อมจะเพิ่มขึ้นจนน่าตกใจ สวนทางกับนวัตกรรมและกลยุทธ์ในการแก้ปัญหาดังกล่าวที่ยังไม่ค่อยมีวิธีที่ดี ซึ่งที่มีอยู่ก็มีกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน หรือวัตถุดิบราคาแพง และสามารถใช้ได้ในบางสภาพแวดล้อม ไม่คุ้มค่ากับการลงทุนมูลค่ามหาศาลเพื่อแก้ปัญหาในระดับใหญ่

แต่การใช้สารชีวมวลเป็นวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มต้นทุน สำหรับมลพิษจากไมโครพลาสติกในน้ำ โดย Ct-Cel สามารถผลิตได้ง่าย และสามารถผลิตจำนวนมากได้ในอนาคต โดยนักวิจัยสามารถปรับเปลี่ยนขนาด การปรับตัวในสิ่งแวดล้อม การรีไซเคิลในตัวทำละลายอินทรีย์ และความเสถียรภายใต้สภาวะน้ำต่าง ๆ ของโฟมได้

ในเร็ว ๆ นี้ อาจมีการนำโฟมนี้ไปใช้ในการบำบัดน้ำขนาดใหญ่ หรือเครื่องกรองน้ำในครัวเรือน ตามข้อมูลจาก เติ้ง หงปิง จากมหาวิทยาลัยอู่ฮั่น หนึ่งในนักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการศึกษานี้ กล่าวกับสำนักข่าวซินหัว

ที่มา: Heise, Phys, South China Morning Post