8 เมษายน 2568…พลาสติกทนทานและแข็งแรง ดีมากขณะใช้งาน แต่น่าหงุดหงิดเมื่อเลิกใช้และอยู่ในสิ่งแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์ RIKEN ในญี่ปุ่นใช้เทคโนโลยียั่งยืนพัฒนา “พลาสติกละลายน้ำทะเล” มีความเสถียรในการใช้งานในชีวิตประจําวัน แต่ละลายได้อย่างรวดเร็วในน้ําเค็ม ลด “ขยะในทะเล” มีความปลอดภัยรักษ์สิ่งแวดล้อม
ประโยชน์ของพลาสติก คือทําจากพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแรงซึ่งยึดโมเลกุลเข้าด้วยกัน ซึ่งหมายความว่าต้องใช้พลังงานมากหากต้องการย่อยสลาย นี่คือเหตุผลที่ทนทาน ติดทนนาน และเหมาะสําหรับทุกอย่างตั้งแต่บรรจุภัณฑ์ไปจนถึงของเล่น
แต่พันธะที่แข็งแรงเช่นเดียวกันนั้น กลายเป็นปัญหาหลังจากอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์พลาสติกสิ้นสุดลง ถ้วยที่คุณใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้งไปจะอยู่ในหลุมฝังกลบเป็นเวลาหลายทศวรรษ หรือหลายศตวรรษ ก่อนที่จะย่อยสลายจนหมด มันจะก่อตัวเป็นชิ้นส่วนไมโครพลาสติกที่ปรากฏขึ้นในทุกมุมของโลกธรรมชาติ รวมถึงร่างกายของเราเอง ซึ่งพวกมันสร้างความหายนะต่อสุขภาพของเราในแบบที่เราเพิ่งเริ่มเข้าใจ
นักวิจัยของ RIKEN ได้พัฒนาพลาสติกชนิดใหม่ “พลาสติกละลายน้ำทะเล” ที่สามารถทํางานได้เช่นเดียวกับสิ่งปกติเมื่อจําเป็น และย่อยสลายเป็นสารประกอบที่ปลอดภัยได้ทันทีเมื่อไม่จําเป็น มันทําจากสิ่งที่เรียกว่าโพลีเมอร์เหนือโมเลกุล ซึ่งมีพันธะที่พลิกกลับได้ ซึ่งทําหน้าที่เหมือนโน้ตแปะที่สามารถติด ถอดออก และติดกลับเข้าไปใหม่ได้
ทีมงานต้องการสร้างพอลิเมอร์เหนือโมเลกุลชนิดหนึ่งที่จะแข็งแรงพอสําหรับการใช้พลาสติกตามปกติ แต่ยังสามารถทําให้สลายตัวได้อย่างรวดเร็วเมื่อจําเป็นภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงและเหลือเพียงสารประกอบปลอดสารพิษเท่านั้น
ผลงานของศิลปินที่แสดงให้เห็นพลาสติกชนิดใหม่ โดยแสดงให้เห็นพันธะที่แข็งแรงเหนือน้ำ และการสลายตัวเมื่อจมอยู่ในน้ำเค็ม RIKEN ที่มา คลิกภาพ
หลังจากคัดกรองโมเลกุลต่างๆ แล้ว นักวิจัยได้ระบุชุดค่าผสมเฉพาะที่ดูเหมือนจะมีคุณสมบัติที่เหมาะสม โซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต ซึ่งเป็นวัตถุเจือปนอาหารทั่วไป และโมโนเมอร์ที่มีไอออนกัวนิดินเนียมซึ่งใช้ในปุ๋ย เมื่อสารประกอบทั้งสองนี้ผสมเข้าด้วยกันในน้ํา จะก่อตัวเป็นวัสดุที่มีความหนืดซึ่งสามารถทําให้แห้งเป็นพลาสติกได้
ปฏิกิริยาระหว่างส่วนผสมทั้งสองก่อให้เกิด “สะพานเกลือ” ระหว่างโมเลกุลที่ทําให้วัสดุแข็งแรงและยืดหยุ่นเหมือนพลาสติกทั่วไป อย่างไรก็ตาม เมื่อแช่ในน้ําเค็ม อิเล็กโทรไลต์จะปลดล็อกพันธะเหล่านั้น และวัสดุจะละลาย
ในทางปฏิบัติ ทีมงานพบว่าวัสดุนั้นแข็งแรงพอๆ กับพลาสติกทั่วไประหว่างการใช้งาน ไม่ติดไฟ ไม่มีสี และโปร่งใส เมื่อแช่ในน้ําเค็ม พลาสติกก็ละลายได้อย่างสมบูรณ์ในเวลาประมาณ 8 ชั่วโมงครึ่ง
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าต้องใช้ถ้วยพลาสติก ที่ของเหลวบางชนิดละลายในถ้วยได้
ในกรณีนี้ ทีมงานพบว่าการใช้สารเคลือบที่ไม่ชอบน้ํา ช่วยป้องกันการสลายตัวของวัสดุตั้งแต่เนิ่นๆ เมื่อคุณต้องการกําจัดมัน เพียงทำรอยขีดข่วนง่ายๆบนพื้นผิวก็เพียงพอแล้วที่จะทําให้น้ําเค็มกลับเข้ามา ทําให้วัสดุละลายได้เร็วพอ ๆ กับแผ่นที่ไม่เคลือบผิว
แม้ว่าพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพบางชนิดจะยังคงทิ้งไมโครพลาสติกที่เป็นอันตรายไว้ได้ แต่วัสดุนี้สลายตัวเป็นไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นสารอาหารที่มีประโยชน์สําหรับพืชและจุลินทรีย์ ที่กล่าวว่าสิ่งเหล่านี้มากเกินไปอาจก่อกวนสิ่งแวดล้อมได้เช่นกัน ดังนั้นทีมงานจึงแนะนําว่ากระบวนการที่ดีที่สุดอาจเป็นการรีไซเคิลจํานวนมากในโรงงานเฉพาะทาง ซึ่งสามารถเรียกคืนองค์ประกอบที่ได้เพื่อใช้ในอนาคต
แต่ถ้าบางส่วนลงเอยในมหาสมุทร มันจะเป็นอันตรายน้อยกว่ามาก และอาจเป็นประโยชน์เมื่อเทียบกับขยะพลาสติกในปัจจุบัน
ที่มา
