นักวิจัยจีนพัฒนา “พลาสติกชีวภาพจากไม้ไผ่” ที่มีความแข็งแรงทนทานเทียบเท่าพลาสติกสังเคราะห์ แต่สามารถย่อยสลายได้ภายในไม่กี่เดือนในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยป่าไม้ตะวันออกเฉียงเหนือ (Northeast Forestry University) ประเทศจีน พัฒนาพลาสติกจากไม้ไผ่ที่มีความแข็งแรงทนทานเทียบเท่าพลาสติกสังเคราะห์ แต่สามารถย่อยสลายได้ภายในไม่กี่เดือนในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ
งานวิจัยนี้เปิดแนวทางใหม่ในการลดปัญหาขยะพลาสติกที่ตกค้างยาวนาน โดยใช้ทรัพยากรหมุนเวียนอย่างไม้ไผ่ซึ่งเติบโตเร็วและมีคาร์บอนฟุตพริ้นท์ต่ำ วัสดุใหม่นี้ยังสามารถปรับคุณสมบัติให้เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่บรรจุภัณฑ์ไปจนถึงวัสดุก่อสร้าง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ทีมวิจัยได้สกัดเส้นใยเซลลูโลสและลิกนินจากไม้ไผ่ แล้วนำมาผ่านกระบวนการทางเคมีด้วยเทคนิคการเชื่อมโยงโครงสร้างพอลิเมอร์เชิงซ้อน (cross-linked polymer network) เพื่อสร้างวัสดุที่มีความยืดหยุ่นและคงทนสูง โครงสร้างดังกล่าวทำให้พลาสติกจากไม้ไผ่มีความแข็งแรงใกล้เคียงพลาสติกปิโตรเลียมทั่วไป แต่สามารถย่อยสลายได้เร็วเมื่อสัมผัสกับจุลชีพหรือความชื้น โดยไม่ปล่อยสารพิษตกค้างในดินหรือน้ำ
พลาสติกชีวภาพจากไม้ไผ่สามารถปรับสมดุลระหว่าง “ความทนทานต่อการใช้งาน” และ “ความสามารถในการย่อยสลาย” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในสภาพแวดล้อมทั่วไป วัสดุจะคงรูปอยู่ได้เป็นเดือนโดยไม่เสื่อมสภาพ แต่เมื่ออยู่ในดินหรือแหล่งน้ำที่มีจุลชีพ ก็จะเริ่มย่อยสลายภายใน 50 วัน กลไกนี้ช่วยลดการสะสมของขยะพลาสติกใช้ครั้งเดียว (single-use plastics) ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของมลพิษทางทะเลและภาวะขยะตกค้างในระยะยาว
นักวิจัยยังพบว่าพลาสติกจากไม้ไผ่สามารถรีไซเคิลได้หลายครั้งโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติทางกล ทำให้ลดความจำเป็นในการผลิตพลาสติกใหม่และลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิต วัสดุชนิดนี้สามารถทนต่อแรงดึงและแรงกระแทกได้สูง เหมาะสำหรับการใช้งานในการผลิตภาชนะ บรรจุภัณฑ์อาหาร หรือวัสดุก่อสร้างที่ต้องการความแข็งแรงและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังไม่มีการปล่อยไมโครพลาสติกขณะย่อยสลาย ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำคัญเมื่อเทียบกับพลาสติกสังเคราะห์
ไม้ไผ่ถือเป็นวัตถุดิบหมุนเวียนที่มีศักยภาพสูง เนื่องจากเป็นพืชที่เติบโตเร็ว ดูดซับคาร์บอนได้มาก และไม่ต้องใช้ปุ๋ยหรือสารเคมีในการเพาะปลูก การใช้ไม้ไผ่แทนวัตถุดิบจากปิโตรเลียมในกระบวนการผลิตพลาสติก จึงช่วยลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมและส่งเสริมการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างคุ้มค่า
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยป่าไม้ตะวันออกเฉียงเหนือคาดว่า หากเทคโนโลยีนี้ได้รับการขยายผลในระดับอุตสาหกรรม จะสามารถลดขยะพลาสติกตกค้างได้มากกว่า 60% ต่อปีในบางพื้นที่ และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิตได้หลายล้านตันต่อปี เทคโนโลยีพลาสติกชีวภาพจากไม้ไผ่จึงเป็นอีกก้าวสำคัญของเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) ที่มุ่งเน้นการใช้วัสดุที่สามารถคืนสู่ธรรมชาติได้โดยไม่สร้างมลพิษ และสร้างแนวทางการผลิตที่ยั่งยืนมากขึ้นในอนาคต
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: interestingengineering, newscientist, newatlas, scimex
ที่มาภาพ: scimex
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
