นิสิตปริญญาโท วิศวฯ จุฬาฯ วิจัยแปรเซลลูโลสเยื่อยูคาลิปตัสเป็นวัสดุทดแทนพลาสติก ลดต้นทุน เพิ่มคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ หวังต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่เป็นมิตรกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เรารู้จักเซลลูโลสว่าเป็นโครงสร้างหลักในผนังเซลล์ที่พบได้ทั่วไปในพืช เกิดจากการสังเคราะห์ตามธรรมชาติ มีคุณสมบัติดูดซับน้ำได้ดี ยืดหยุ่นสูง ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ และไม่เป็นพิษต่อเซลล์เนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ แต่ในห้องวิจัยวิศวกรรมเคมี “เซลลูโลส” ประยุกต์เป็นได้มากกว่านั้น
“ด้วยคุณสมบัติเด่นๆ เหล่านี้ เซลลูโลสจึงเป็นที่สนใจในวงการวิจัย ในฐานะวัสดุชีวฐาน (bio-based materials) ที่ใช้ทดแทนพลาสติกได้” นายบัณฑิตย์ ศิริผลวุฒิชัย นิสิตระดับปริญญาโท สาขาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้วิจัย “เซลลูโลสนาโนคริสตัลและเซลลูโลสอสัณฐานจากเส้นใยธรรมชาติเพื่อการประยุกต์เชิงพาณิชย์” กล่าว
ที่ผ่านมา ใบสับปะรดและชานอ้อยเป็นผลิตผลทางการเกษตรที่ถูกนำมาแปลงเป็นเซลลูโลสเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์ แต่มีปัญหาเรื่องต้นทุนสูงและมลพิษมาก นายบัณฑิตย์จึงวิจัยผลิตเซลลูโลสจากเยื่อยูคาลิปตัสฟอกขาว เพื่อลดปัญหาดังกล่าว
“ส่วนใหญ่ การผลิตเซลลูโลสนิยมใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ใบสับปะรด หรือชานอ้อย ซึ่งมีขั้นตอนกระบวนการกำจัดสิ่งสกปรกและฟอกสีเส้นใย ที่ต้องให้ความร้อน ใช้เวลานาน และใช้สารเคมีจำนวนมาก ทำให้เกิดของเสียปริมาณมาก ต้นทุนการผลิตสูง ไม่คุ้มค่าต่อการผลิตเชิงพาณิชย์”
“ดังนั้น ในงานวิจัย เราจึงเลือกใช้เยื่อยูคาลิปตัสฟอกขาว ซึ่งหาได้ง่ายในประเทศ ราคาไม่แพง อีกทั้งสามารถลดขั้นตอนในการกำจัดสิ่งสกปรกและการฟอกสีได้ด้วย เนื่องจากเยื่อยูคาลิปตัสผ่านกระบวนการจากโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษเรียบร้อยแล้ว” นายบัณฑิต กล่าว
เยื่อยูคาลิปตัสเป็นวัสดุตั้งต้นในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ สามารถผลิตได้ในประเทศ มีต้นทุนต่ำ และสามารถนำมาแปรรูปเป็นเซลลูโลส สร้างมูลค่าเพิ่มและต่อยอดไปสู่ผลิตภัณฑ์อื่นๆ อาทิ บรรจุภัณฑ์ด้านการแพทย์ หรือการบำบัดน้ำเสีย
“นอกจากนี้ ในงานวิจัยเรายังได้ผสมเซลลูโลสกับซิงค์ออกไซด์ (Cellulose ZnO Nanocomposite) และเซลลูโลสกับซิลเวอร์ฟอสเฟต (Cellulose silverphosphate Nanocomposite) เพื่อให้มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อและยึดเกาะพื้นผิวได้ดี”
ด้วยคุณสมบัติพิเศษที่เพิ่มเติมเข้าไป นายบัณฑิตย์ กล่าวทิ้งท้ายว่าเซลลูโลสจากเยื้อยูคาลิปตัสสามารถนำไปต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ได้มากมาย อาทิ สเปรย์พ่นเสื้อผ้าและหน้ากากอนามัย แผ่นแปะสิว ฟิล์มแปะแผลแอนตี้แบคทีเรีย บรรจุภัณฑ์อาหารป้องกันการเกิดเชื้อราช่วยยืดอายุอาหาร ไปจนถึงการใช้ร่วมกับกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น
ที่ผ่านมา ใบสับปะรดและชานอ้อยเป็นผลิตผลทางการเกษตรที่ถูกนำมาแปลงเป็นเซลลูโลสเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์ แต่มีปัญหาเรื่องต้นทุนสูงและมลพิษมาก นายบัณฑิตย์จึงวิจัยผลิตเซลลูโลสจากเยื่อยูคาลิปตัสฟอกขาว เพื่อลดปัญหาดังกล่าว
“ส่วนใหญ่ การผลิตเซลลูโลสนิยมใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ใบสับปะรด หรือชานอ้อย ซึ่งมีขั้นตอนกระบวนการกำจัดสิ่งสกปรกและฟอกสีเส้นใย ที่ต้องให้ความร้อน ใช้เวลานาน และใช้สารเคมีจำนวนมาก ทำให้เกิดของเสียปริมาณมาก ต้นทุนการผลิตสูง ไม่คุ้มค่าต่อการผลิตเชิงพาณิชย์”
“ดังนั้น ในงานวิจัย เราจึงเลือกใช้เยื่อยูคาลิปตัสฟอกขาว ซึ่งหาได้ง่ายในประเทศ ราคาไม่แพง อีกทั้งสามารถลดขั้นตอนในการกำจัดสิ่งสกปรกและการฟอกสีได้ด้วย เนื่องจากเยื่อยูคาลิปตัสผ่านกระบวนการจากโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษเรียบร้อยแล้ว” นายบัณฑิต กล่าว
เยื่อยูคาลิปตัสเป็นวัสดุตั้งต้นในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ สามารถผลิตได้ในประเทศ มีต้นทุนต่ำ และสามารถนำมาแปรรูปเป็นเซลลูโลส สร้างมูลค่าเพิ่มและต่อยอดไปสู่ผลิตภัณฑ์อื่นๆ อาทิ บรรจุภัณฑ์ด้านการแพทย์ หรือการบำบัดน้ำเสีย
“นอกจากนี้ ในงานวิจัยเรายังได้ผสมเซลลูโลสกับซิงค์ออกไซด์ (Cellulose ZnO Nanocomposite) และเซลลูโลสกับซิลเวอร์ฟอสเฟต (Cellulose silverphosphate Nanocomposite) เพื่อให้มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อและยึดเกาะพื้นผิวได้ดี”
ด้วยคุณสมบัติพิเศษที่เพิ่มเติมเข้าไป นายบัณฑิตย์ กล่าวทิ้งท้ายว่าเซลลูโลสจากเยื้อยูคาลิปตัสสามารถนำไปต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ได้มากมาย อาทิ สเปรย์พ่นเสื้อผ้าและหน้ากากอนามัย แผ่นแปะสิว ฟิล์มแปะแผลแอนตี้แบคทีเรีย บรรจุภัณฑ์อาหารป้องกันการเกิดเชื้อราช่วยยืดอายุอาหาร ไปจนถึงการใช้ร่วมกับกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น