ญี่ปุ่นเจ๋ง! คิดค้นพลาสติกที่ “ละลายในทะเล” นวัตกรรมใหม่ที่อาจหยุดปัญหาไมโครพลาสติกตั้งแต่ต้นทาง

ลองจินตนาการว่า พลาสติกที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน สามารถหายไปได้เมื่อสัมผัสกับน้ำทะเล โดยไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติกเอาไว้

ฟังดูเหมือนเรื่องในหนังไซไฟ แต่วันนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้เกิดขึ้นจริง ทีมนักวิจัยจากญี่ปุ่น RIKEN ได้พัฒนาวัสดุชนิดใหม่ที่มีลักษณะและความแข็งแรงใกล้เคียงกับพลาสติกทั่วไป แต่มีคุณสมบัติพิเศษคือ สามารถสลายตัวในน้ำเค็มได้อย่างรวดเร็ว นวัตกรรมนี้อาจกลายเป็นอีกหนึ่งคำตอบสำคัญในการรับมือกับวิกฤต “ไมโครพลาสติก” ที่กำลังแพร่กระจายไปทั่วโลกปัญหาไม่ได้อยู่แค่ “พลาสติก” แต่อยู่ที่สิ่งที่มันกลายเป็น

ปัจจุบัน ไมโครพลาสติก หรือเศษพลาสติกที่มีขนาดเล็กกว่า 5 มิลลิเมตร ถูกพบแทบทุกที่บนโลก ตั้งแต่มหาสมุทรลึก ไปจนถึงพื้นที่ห่างไกลอย่างอาร์กติก รวมถึงในอากาศที่เราหายใจ ที่น่ากังวลยิ่งกว่านั้นคือ นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบไมโครพลาสติกในร่างกายมนุษย์ รวมถึง เลือดและสมอง แม้ผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวยังอยู่ระหว่างการศึกษา แต่สิ่งหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์กังวลคือ พลาสติกจำนวนมากไม่ได้หายไปไหน มันเพียงแค่ แตกตัวให้เล็กลงเรื่อย ๆ ขวดพลาสติกที่เสื่อมสภาพอาจกลายเป็นเศษพลาสติกขนาดเล็ก และท้ายที่สุดกลายเป็นไมโครพลาสติกที่กระจายอยู่ในสิ่งแวดล้อม นี่คือปัญหาที่นักวิจัยต้องการแก้ แล้วถ้าเราสร้างพลาสติกที่ไม่เปลี่ยนเป็นไมโครพลาสติกตั้งแต่แรกได้ล่ะ? คำตอบอาจอยู่ใน “พลาสติกที่มีสวิตช์ปิดตัวเอง”

ทีมนักวิจัยของ Takuzo Aida นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจาก RIKEN ใช้เวลาวิจัยเกี่ยวกับวัสดุประเภท Supramolecular Polymer มานานกว่า 30 ปี แนวคิดสำคัญแตกต่างจากพลาสติกทั่วไปอย่างมาก พลาสติกทั่วไปมีโครงสร้างโมเลกุลที่เชื่อมกันด้วย พันธะโควาเลนต์ (Covalent Bonds) ซึ่งแข็งแรงมาก ข้อดีคือทำให้พลาสติกมีความทนทาน แต่ข้อเสียก็คือ…เมื่อมันกลายเป็นขยะ การทำลายพันธะเหล่านี้ทำได้ยากและต้องใช้พลังงานสูง ในทางกลับกัน Supramolecular Polymer ใช้พันธะที่อ่อนกว่าและสามารถย้อนกลับได้ Aida เปรียบเทียบมันว่าเหมือน “โพสต์อิทที่สามารถติดและลอกออกได้” และนี่เองคือกุญแจสำคัญของพลาสติกชนิดใหม่

“เกลือ” คือกุญแจที่ใช้ปลดล็อกพลาสติก
ทีมวิจัยต้องการสร้างวัสดุที่มีคุณสมบัติ 2 อย่างพร้อมกัน แข็งแรงเหมือนพลาสติกทั่วไป แต่ในขณะเดียวกัน สามารถสลายตัวได้เมื่อเจอสภาพแวดล้อมที่กำหนด หลังจากทดลองสารประกอบหลายชนิด นักวิจัยพบส่วนผสมที่น่าสนใจ ได้แก่

• Sodium Hexametaphosphate ซึ่งเป็นสารเติมแต่งอาหารที่พบได้ทั่วไป
• Guanidinium-based Monomers ซึ่งถูกนำไปใช้ในปุ๋ยและสารปรับปรุงดิน

เมื่อสารทั้งสองชนิดทำปฏิกิริยากัน จะเกิดสิ่งที่เรียกว่า “Salt Bridges” หรือสะพานเกลือ สะพานเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือน โครงสร้างที่ล็อกโมเลกุลเข้าด้วยกัน ทำให้วัสดุมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นเพียงพอที่จะใช้งานเหมือนพลาสติก แต่ที่น่าสนใจคือ…ล็อกนี้สามารถถูกเปิดได้ด้วย “น้ำเกลือ”

เมื่อวัสดุชนิดใหม่นี้ถูกนำไปแช่ในน้ำทะเล เกลือและอิเล็กโทรไลต์ในน้ำจะเข้าไปทำลาย Salt Bridges เมื่อโครงสร้างที่ยึดโมเลกุลเข้าด้วยกันถูกเปิดออก วัสดุก็จะค่อย ๆ แตกตัวกลับไปเป็นวัตถุดิบตั้งต้น ที่สำคัญคือมันไม่ได้แตกตัวกลายเป็นไมโครพลาสติก แต่มันสามารถ ละลายและสลายกลับไปเป็นองค์ประกอบดั้งเดิม ในการทดลองของทีมวิจัย แผ่นวัสดุสามารถสลายตัวในน้ำเกลือได้ภายในประมาณ 8 ชั่วโมงครึ่ง นี่คือจุดที่ทำให้นวัตกรรมนี้น่าสนใจอย่างมาก

ไม่ใช่แค่ “ย่อยสลาย” แต่ยังอาจนำกลับมาใช้ใหม่ได้

หลังจากวัสดุสลายตัว สิ่งที่เหลือไม่ได้เป็นเพียงขยะ ทีมวิจัยพบว่าวัสดุสามารถทิ้ง ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ซึ่งจุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ และพืชสามารถดูดซึมได้ ฟังดูเหมือนเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่ก็มี “ข้อควรระวัง” เพราะถ้าไนโตรเจนและฟอสฟอรัสถูกปล่อยลงสู่ทะเลในปริมาณมาก อาจทำให้เกิดสารอาหารสะสมมากเกินไป และนำไปสู่ปรากฏการณ์ สาหร่ายบูม (Algal Bloom) ซึ่งสามารถสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศทางทะเลได้ ดังนั้น นักวิจัยจึงมองว่าแนวทางที่เหมาะสมกว่าอาจไม่ใช่การปล่อยวัสดุเหล่านี้ลงทะเลโดยตรง แต่เป็นการนำไปเข้าสู่ “ระบบรีไซเคิลแบบควบคุม” เช่น โรงบำบัดที่สามารถใช้น้ำเกลือในการสลายวัสดุ และ เก็บวัตถุดิบกลับมาใช้ผลิตพลาสติกชุดใหม่ นั่นหมายความว่าในอนาคต พลาสติกอาจไม่ได้มีเส้นทางเพียง ผลิต → ใช้ → ทิ้ง แต่สามารถกลายเป็น ผลิต → ใช้ → สลาย → กู้คืนวัตถุดิบ → ผลิตใหม่

และเมื่อถึงวันนั้น เทคโนโลยีที่สามารถสร้างพลาสติกให้ แข็งแรงเมื่อเราต้องการใช้ แต่สามารถสลายตัวได้เมื่อหมดอายุการใช้งาน อาจกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญของเศรษฐกิจหมุนเวียน เพราะเป้าหมายของพลาสติกแห่งอนาคต… อาจไม่ใช่การสร้างวัสดุที่ “อยู่ได้นานที่สุด” แต่คือการสร้างวัสดุที่

“อยู่ได้นานเท่าที่เราต้องการ และหายไปเมื่อเราไม่ต้องการมันอีกต่อไป” 🌊♻️

ขอบคุณข่าวสารดีๆจาก : Plastic-like materials that dissolve in the sea | RIKEN

👉ติดตามบทวิเคราะห์ เทรนด์เทคโนโลยี และไฮไลต์จากงาน ได้ที่
www.naichangmashare.com — นายช่างมาแชร์

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare
TikTok :  https://www.tiktok.com/@naichangmashare

#นายช่างมาแชร์#Riken#Microplastic#cleanEnergy#Japan