สอง นักวิจัยพัฒนา"เส้นใยนาโน" กำจัดสารพิษตกค้างจากการเกษตร-โรงงาน

สอง นักวิจัยพัฒนา"เส้นใยนาโน" กำจัดสารพิษตกค้างจากการเกษตร-โรงงาน ระบุให้ผลดีไม่ต่างจากไททาเนียมผง แต่หยิบจับใช้งานง่ายกว่า รศ.ดร.พิชญ์ ศุภผล วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เปิดเผยว่าจากประสบการณ์หลายปีในการพัฒนาเทคนิคปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต หรือที่เรียกว่า อิเล็กโตรสปินนิ่ง (Electrospinning) จนสามารถสร้างเส้นใยให้มีขนาดเล็กตั้งแต่ระดับนาโนเมตร

จนต่ำกว่า 10 ไมโครเมตรได้ ทำให้เริ่มมองหาวิธีการนำเทคนิคนี้ไปประยุกต์ใช้ จนล่าสุดได้พัฒนาเส้นใยนาโนไททาเนียสำหรับกำจัดสารอินทรีย์ที่เป็นพิษในน้ำ เสีย โดยร่วมมือกับ ผศ.ดร.วรงค์ ปวราจารย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์

"ขณะนี้เราสามารถขึ้นรูปวัสดุด้วยเทคนิคนี้ได้หลายชนิดแล้ว ทั้งพอลิเมอร์และเซรามิค ก็เลยมองว่าการที่เราสามารถขึ้นรูปเส้นใยละเอียดได้ถึงระดับนี้ น่าจะนำไปใช้งานด้านไหนได้บ้าง ที่ผ่านมาได้นำไปใช้เป็นโครงสร้างของเนื้อเยื่อเทียม หรือวัสดุปลดปล่อยยา หลังจากได้หารือกับอาจารย์วรงค์ จึงได้ความคิดนำเส้นใยนาโนมาใช้บำบัดน้ำเสียโดยเลือกใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ มาปั่นเป็นเส้นใยแทนที่จะใช้แบบผงเหมือนปัจจุบัน" รศ.ดร.พิชญ์ กล่าว

โครงสร้างหนึ่งของไททาเนียมไดออกไซด์ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงได้ กล่าวคือ เมื่อโดนแสงกระตุ้นจะทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และเมื่อนำมาขึ้นรูปเป็นเส้นใย โครงสร้างที่ได้มานั้นจะมีลักษณะเหมือนแผ่นกรอง นักวิจัยทั้งสองจึงคิดว่าน่าจะช่วยกันศึกษาความเป็นไปได้ ในการใช้เส้นใยนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกำจัดสาร เคมีอินทรีย์ตกค้างที่เป็นพิษ เช่น ยาฆ่าแมลง และยาฆ่าวัชพืช เป็นต้น

กระบวนการวิจัยเริ่มขึ้น ด้วยการพัฒนา "เส้นใยไททาเนียมไดออกไซด์" ที่มีขนาดเล็กขึ้นมาก่อน โดยสามารถทำได้ที่ระดับเส้นผ่าศูนย์กลาง 150-270 นาโนเมตร จากนั้นนำไปทดสอบความสามารถในการเปลี่ยนโครงสร้างของสารเคมีมาตรฐานที่ชื่อ ว่า เมทิลีนบลู ซึ่งปกติจะเป็นสีน้ำเงิน พบว่าพอเกิดปฏิกิริยากัน สีน้ำเงินจะหายไป ดังนั้นสารเคมีที่เป็นอินทรีย์ตัวอื่นก็น่าจะเป็นไปในลักษณะเดียวกันนี้ได้

เมื่อนำไปเปรียบเทียบปฏิกิริยาในการย่อยสลาย กับไททาเนียมไดออกไซด์ ที่ผงนาโนไททาเนียมมาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมจริง พบว่าสามารถย่อยสลายสารเมทิลีนบลูได้เร็วกว่า และปริมาณมากกว่า นอกจากนี้การที่เส้นใยมีขนาดเล็กมาก ทำให้มีพื้นที่ผิวสูงสามารถทำปฏิกิริยาได้มากกว่า และโดยงานวิจัยชิ้นนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน วารสารแอพพลายแคตาไลซิส และวารสารไซอันซ์ แอนด์ เทคโนโลยี ออฟ แอดวานซ์ แมทีเรียล

สำหรับเส้นใยนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ หรือที่อาจารย์พิชญ์เรียกว่า เส้นใยนาโนไทเทเนีย มีข้อดีอยู่ตรงที่สามารถจัดเก็บได้ง่ายเมื่อนำไปใช้ในบ่อบำบัด ขณะที่หากใช้แบบผงจะกระจายทั่วในน้ำ ทำให้เก็บได้ยาก นอกจากนี้การขึ้นรูปเป็นเส้นใยยังไม่ทำให้ความสามารถในการเป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยาสูญเสียไป แถมยังอาจมีคุณสมบัติดีกว่าด้วยซ้ำ

สำหรับพื้นที่ที่เหมาะจะนำเส้นใยไทเทเนียมไปใช้ ได้แก่นิคมอุตสาหกรรมที่มีการปล่อยสารเคมีอินทรีย์ในปริมาณมาก หรือพื้นที่เกษตรที่ใช้ยาฆ่าแมลงเยอะ โดยหลังจากนำเส้นใยไปวางในบ่อแล้ว เมื่อโดนแสงอาทิตย์ก็จะเปลี่ยนโครงสร้างของยาฆ่าแมลงได้

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีของสารอินทรีย์ไม่ได้หมายความว่า จะเปลี่ยนจากเป็นพิษไม่ให้เป็นพิษได้เท่านั้น บางกรณีอาจเปลี่ยนให้เป็นพิษร้ายกว่าเดิมได้ ดังนั้นทีมวิจัยจึงต้องทดสอบสารอินทรีย์แต่ละตัวในสภาวะต่างๆ กันก่อนถึงจะนำไปใช้จริงได้ คาดว่าน่าจะใช้เวลาในการทดสอบอีกประมาณ 1-2 ปี จึงจะได้คำตอบ

ที่มา : กรุงเทพธุรกิจออนไลน์ วันพุธที่ 14 มีนาคม 2549