นักวิจัยอังกฤษพัฒนา พลาสติกสลายเป็นไอ เมื่อโดนความร้อน 90°C และประกอบร่างใหม่เมื่อเย็นตัว เปิดมิตินวัตกรรมรีไซเคิลไร้ขยะตกค้าง
ทุกวันนี้โลกกำลังเผชิญวิกฤตขยะพลาสติกตกค้างในทุกระบบนิเวศ ตั้งแต่ยอดเขาสูงไปจนถึงก้นสมุทรลึก แต่ความหวังใหม่กำลังเกิดขึ้น
เมื่อทีมนักวิจัยด้านวิศวกรรมเคมีจาก University of Surrey สหราชอาณาจักร ได้พัฒนาพอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่สามารถสลายตัวกลายเป็นไอเมื่อได้รับความร้อน และประกอบร่างกลับมาเป็นพลาสติกได้อีกครั้ง ราวกับนกฟีนิกซ์ที่คืนชีพจากเถ้าถ่านครับ
หัวใจของนวัตกรรมนี้คือพอลิเมอร์ชื่อ พอลิ(1,2-ไดไทโอเลน) [poly(1,2-dithiolane)] ซึ่งมีโครงสร้างระดับโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันด้วย พันธะกำมะถันแบบย้อนกลับได้ (Reversible dynamic sulfur links) ทำให้โมเลกุลสามารถสลายตัวและต่อใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ ต่างจากพลาสติกทั่วไปอย่างพอลิเอทิลีนที่ทนทานจนย่อยสลายยาก
จุดเด่นของพอลิเมอร์ชนิดนี้คือ
- ระเหิดที่อุณหภูมิต่ำเพียง 90 °C โดยพลาสติกทั่วไปต้องใช้ความร้อนสูงกว่า 200 °C โครงสร้างจึงจะเริ่มสลายตัวและมักเกิดสารพิษตกค้าง แต่พอลิเมอร์นี้จะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นไอได้โดยตรงโดยข้ามสถานะของเหลว
- ประกอบร่างใหม่ได้เองเมื่อเย็นตัว เมื่อไอระเหยสัมผัสอุณหภูมิที่ลดลง โมเลกุลโมโนเมอร์จะเกิดปฏิกิริยากลับมาเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่พอลิเมอร์ของแข็งเหมือนเดิม พร้อมนำกลับมาใช้งานซ้ำได้ทันที
- ลอกสารเคลือบออกง่ายด้วยความร้อน ทีมวิจัยทดลองนำกระดาษกรองไปสัมผัสไอระเหยจนเกิดฟิล์มกันน้ำเคลือบผิว เมื่อต้องการลอกออกก็เพียงให้ความร้อน สารเคลือบจะระเหิดหายไป และกระดาษจะกลับมาดูดซับน้ำได้ดังเดิมโดยเนื้อกระดาษไม่เสียหาย
- แยกสิ่งปนเปื้อนในขั้นตอนเดียว นักวิจัยทดลองผสมสีย้อมไนล์เรดลงไป แล้วให้ความร้อนจนพลาสติกระเหิด พอลิเมอร์จะแยกตัวออกจากสีย้อมทันที ช่วยตัดขั้นตอนการคัดแยกสารเติมแต่งที่ยุ่งยากและสิ้นเปลืองพลังงานในการรีไซเคิล
ทิศทางการนำไปใช้งานในอนาคต แม้เราจะยังไม่ได้เห็นโมเดลของเล่นหรือกล่องข้าวเดลิเวอรีที่ผลิตจากวัสดุนี้ในเร็ววัน เพราะจุดระเหิดที่ 90 °C อาจทำให้อุปกรณ์เสียรูปเมื่อเจอน้ำร้อนจัด แต่วัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง ไม่ว่าจะเป็น
- สารเคลือบผิวอุตสาหกรรม เคลือบกันน้ำ กันสนิม หรือกันความชื้นในเครื่องจักรและผนังอาคาร เมื่อหมดอายุการใช้งานก็เพียงเป่าลมร้อนเพื่อลอกสารเคลือบกลับมารีไซเคิล
- การแพทย์ชีวภาพ โดยสามารถพัฒนาต่อยอดเป็นกาวผ่าตัดสำหรับสมานแผล ไฮโดรเจลสำหรับคอนแทกต์เลนส์ หรืออนุภาคระดับนาโนเพื่อนำส่งยาตรงจุดเกิดโรค
งานวิจัยนี้ถือเป็นการพิสูจน์แนวคิดสำคัญ ที่จะเปิดประตูสู่วัสดุหมุนเวียนยุคใหม่ ช่วยลดต้นทุนในกระบวนการรีไซเคิล และเป็นรากฐานสำคัญในการลดการสะสมของไมโครพลาสติกในอนาคตครับ
ที่มา : sciencealert
