- ทีมนักวิจัยจาก South Dakota State University สกัดเซลลูโลสจากกิ่งองุ่น และประสบความสำเร็จในการพัฒนา ฟิล์มคล้ายพลาสติก ที่แข็งแรงกว่าพลาสติกทั่วไปและย่อยสลายได้ภายในระยะเวลาอันสั้น
- พลาสติกแบบเดิม ไม่สามารถหมุนเวียนใช้ใหม่ได้และก่อให้เกิดไมโครพลาสติก ซึ่งนำไปสู่มลพิษต่อสิ่งแวดล้อมและปัญหาสุขภาพของมนุษย์
- หาก นำวัสดุพลอยได้ทางการเกษตรมาใช้เป็นวัสดุเซลลูโลส ก็อาจสร้างมูลค่าเชิงนิเวศแบบใหม่และช่วยทดแทนพลาสติกได้
- ฟิล์มจากกิ่งองุ่น มีความโปร่งใสสูง และย่อยสลายได้หมดในดินภายใน 17 วัน โดยไม่ทิ้งความเป็นพิษตกค้าง
- งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงศักยภาพในการมีส่วนช่วยอย่างเป็นรูปธรรมต่อ การทำบรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้เชิงพาณิชย์และเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน
ที่มาของงานวิจัยและปัญหาขยะพลาสติก
- ปัจจุบันวัสดุบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็น พลาสติกใช้ครั้งเดียว ซึ่งผลิตจากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนอย่างน้ำมันดิบ และต้องใช้เวลาหลายร้อยปีจึงจะย่อยสลายตามธรรมชาติได้
- มีพลาสติกเพียง 9% เท่านั้นที่ถูก รีไซเคิล ส่วนที่เหลือยังคงตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อม และมีส่วนทำให้เกิดแหล่งสะสมขยะขนาดใหญ่ เช่น Great Pacific Garbage Patch
- พลาสติกแตกตัวในสิ่งแวดล้อมเป็นอนุภาคขนาดเล็กอย่าง ไมโครพลาสติกและนาโนพลาสติก ซึ่งมนุษย์และสัตว์สามารถสูดดมหรือกินเข้าไปได้
- ขณะนี้ยังมีงานวิจัยเกี่ยวกับ ผลกระทบระยะยาวต่อสุขภาพมนุษย์ จากไมโครพลาสติกไม่เพียงพอ
งานวิจัยวัสดุทดแทนพลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของศาสตราจารย์ Srinivas Janaswamy
- Srinivas Janaswamy รองศาสตราจารย์จากภาควิชา Dairy and Food Science ของ South Dakota State University กำลังวิจัย การพัฒนาผลิตภัณฑ์สร้างมูลค่าจากวัสดุพลอยได้ทางการเกษตร
- เป้าหมายคือการพัฒนาวัสดุทดแทนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อตอบรับ วิกฤตมลพิษจากพลาสติก
- ในสหรัฐฯ ถุงช้อปปิ้งพลาสติก เป็นหนึ่งในขยะพลาสติกหลัก และส่วนใหญ่ถูกใช้เพียงครั้งเดียวก่อนจะถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม
- เป้าหมายสูงสุดของศาสตราจารย์ Janaswamy คือการพัฒนา ถุงคล้ายพลาสติกที่สามารถย่อยสลายในสิ่งแวดล้อมได้
วัสดุหลัก: เซลลูโลส
- เซลลูโลส เป็นพอลิเมอร์อินทรีย์ที่มีมากที่สุดในธรรมชาติ โดยพบมากในผนังเซลล์พืช
- ด้วยพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงและสายโซ่กลูโคส จึงให้ ความแข็งแรงเชิงโครงสร้างและความทนทาน
- มนุษย์มีประวัติการ ใช้เซลลูโลส มาแล้วในหลากหลายด้าน เช่น ผ้า (ฝ้าย) และไม้
การสกัดเซลลูโลสจากวัสดุพลอยได้ทางการเกษตรหลากหลายชนิด
- ศาสตราจารย์ Janaswamy สกัดเซลลูโลสจากวัตถุดิบหลากหลาย เช่น เปลือกอะโวคาโด เปลือกถั่วเหลือง อัลฟัลฟา switchgrass กากกาแฟ แกนซังข้าวโพด และเปลือกกล้วย
- จากนั้นนำเซลลูโลสที่สกัดได้มาทดลองพัฒนา ฟิล์มที่มีลักษณะคล้ายพลาสติก ซึ่งแต่ละผลิตภัณฑ์มีความโปร่งใส ความแข็งแรง และคุณสมบัติที่แตกต่างกัน
- ฟิล์มย่อยสลายได้เหล่านี้ถูกมองว่ามีศักยภาพสำหรับ การประยุกต์ใช้หลากหลายด้าน เช่น บรรจุภัณฑ์
กิ่งองุ่นและความร่วมมือใหม่
- ศาสตราจารย์ผู้เชี่ยวชาญด้านองุ่น Anne Fennell มองเห็น ปริมาณเซลลูโลสที่อุดมสมบูรณ์ในกิ่งองุ่น และศักยภาพในการนำมาใช้ จึงผลักดันความร่วมมือกับทีมของศาสตราจารย์ Janaswamy
- กิ่งองุ่นเกิดขึ้นจำนวนมากทุกปีหลังการตัดแต่ง และที่ผ่านมาโดยมากถูกจัดการแบบมูลค่าต่ำ เช่น บดแล้วหว่านลงดินหรือเผาทิ้ง
- กิ่งที่ตัดแต่งในฤดูหนาวมี ความชื้นต่ำและความหนาแน่นของเซลลูโลสสูง จึงเหมาะสำหรับเป็นวัสดุทดแทนพลาสติก
คุณสมบัติและผลที่คาดหวังของฟิล์มจากกิ่งองุ่น
- ฟิล์มจากกิ่งองุ่น ที่พัฒนาจากการสกัดเซลลูโลสมีความโปร่งใส แข็งแรง และย่อยสลายได้หมดในสภาพดินภายใน 17 วัน
- การทดสอบยืนยันว่ามี ความต้านทานแรงดึง สูงกว่าถุงพลาสติกทั่วไป
- ผู้บริโภคสามารถมองเห็นสิ่งที่อยู่ภายในได้ง่าย จึงมีศักยภาพสูงสำหรับ การประยุกต์ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร
- ทีมนักวิจัยเก็บกิ่งองุ่นจาก ไร่องุ่นของ SDSU แล้วนำไปผ่านกระบวนการทำแห้ง บด และสกัด ก่อนผลิตเป็นฟิล์ม
การมีส่วนต่อความยั่งยืนและเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน
- การนำ กิ่งองุ่นจากการตัดแต่ง ที่เดิมถูกทิ้งกลับมาใช้เป็นทรัพยากรเซลลูโลส คาดว่าจะช่วยแก้ปัญหาทั้งการจัดการของเสียทางการเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพและ ปัญหามลพิษจากพลาสติก ไปพร้อมกัน
- การพัฒนา ฟิล์มที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป็นแนวทางที่จับต้องได้ในการส่งเสริมเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียนและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
- งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก กระทรวงเกษตรสหรัฐฯ และมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
บทสรุป
- ฟิล์มย่อยสลายได้จากกิ่งองุ่น กำลังก้าวขึ้นมาเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสูงสำหรับทดแทนพลาสติกแบบเดิมและบรรเทาปัญหาสิ่งแวดล้อม
- ด้วยการย่อยสลายที่รวดเร็ว ความแข็งแรงสูง และความเป็นไปได้ในการใช้กับบรรจุภัณฑ์อาหาร ทำให้ได้รับความคาดหวังสูงทั้งในด้าน การนำไปใช้เชิงพาณิชย์และประสิทธิผลจริง
ยังไม่มีความคิดเห็น