แปลและเรียบเรียง โดย มาริสา คุณธนวงศ์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

 พอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่สามารถรีไซเคิลได้ซ้ำๆ สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการของ Chen
มีความแข็งแรงทางกลเทียบเท่าพลาสติกที่เป็นที่นิยม

เพราะพวกเราตกหลุมรักพลาสติกที่มีข้อดีหลายอย่าง ไม่ว่าจะมีราคาถูก หาง่าย น้ำหนักเบา แข็งแรงทนทาน มีอายุการใข้งานที่ยาวนาน ฯลฯ ด้วยเหตุผลเหล่านี้นี่เองที่ทำให้ปัจจุบันโลกของเราเต็มไปด้วยขยะพลาสติกที่ยากต่อการกำจัดให้หมดไป

ดังนั้น ทีมนักเคมีจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโด (Colorado State University) จึงคิดค้นวัสดุชนิดใหม่ที่ยั่งยืนและไม่เป็นภาระให้แก่โลกเพื่อทดแทนพลาสติกในปัจจุบัน

ทีมวิจัยนำทีมโดย Eugene Chen ศาสตราจารย์ภาควิชาเคมี ค้นพบพอลิเมอร์ที่มีสมบัติที่ดีหลายประการเหมือนกับพลาสติกที่ทำจากปิโตรเลียม แต่ต่างกันตรงที่มันสามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นมอนอเมอร์ หรือโมเลกุลขนาดเล็กที่เป็นสถานะตั้งต้นของการรีไซเคิลทางเคมีที่สมบูรณ์ได้ ซึ่งการเปลี่ยนกลับไปเป็นมอนอเมอร์นี้ เกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องอาศัยสารเคมีที่เป็นพิษ หรือขั้นตอนทางห้องปฏิบัติการใดที่เข้มข้นหรือรุนแรง

เช่นเดียวกับปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชั่นของมอนอเมอร์ที่ได้คืนกลับมาก็สามารถเกิดปฏิกิริยาได้โดยง่ายภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เป็นมิตร และสภาวะทางอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นได้จริงโดยปราศจากการใช้ตัวทำละลาย

ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้อง ใช้เวลาทำปฏิกิริยาเพียงสองถึงสามนาที และอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อย ซึ่งทีมพบว่าวัสดุพอลิเมอร์ที่ได้จากการพอลิเมอร์ไรเซชั่นนี้ มีน้ำหนักโมเลกุล มีเสถียรภาพทางความร้อน และมีความเป็นผลึกสูง รวมทั้งยังแสดงสมบัติทางกลที่คล้ายกับพลาสติกมากอีกด้วย

นอกจากนี้สิ่งที่สำคัญที่สุดนั่นคือ พอลิเมอร์ดังกล่าวสามารถรีไซเคิลใหม่ได้ซ้ำๆ นับครั้งไม่ถ้วน โดยมันสามารถกลับมาสู่สถานะมอนอเมอร์ได้อีกครั้งด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้สภาวะทางห้องปฏิบัติการที่ไม่รุนแรง

ส่วนมอนอเมอร์ที่ได้คืนกลับมานั้นก็สามารถเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชั่นซ้ำ (re-polymerization) ให้เป็นพอลิเมอร์ใหม่ได้อีก โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์

Chen จึงเรียกว่าเป็น วงจรชีวิตของวัสดุหมุนเวียน (circular materials life cycle) ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร Science เมื่อปลายเดือนเมษายนที่ผ่านมา และนับว่าเป็นอีกก้าวสำคัญในการพัฒนาวัสดุที่ยั่งยืนและปราศจากของเสีย โดยวัสดุที่ได้สามารถนำมาแข่งขันกับพลาสติกทั่วไปได้ด้วย

ทิ้งท้าย

ทีมวิจัยกล่าวว่า เทคโนโลยีพอลิเมอร์ที่คิดค้นขึ้นมาใหม่นี้ได้รับการพิสูจน์ในระดับห้องปฏิบัติการทางวิชาการเท่านั้น ยังคงต้องศึกษาอีกมากเพื่อทำให้กระบวนการเหล่านี้สามารถจดสิทธิบัตรได้อย่างสมบูรณ์แบบ และพวกเราหวังว่าจะเห็นเทคโนโลยีดังกล่าวเกิดขึ้นได้ในท้องตลาด

อ่านเพิ่มเติมได้ที่

https://cen.acs.org/materials/polymers/Strong-stable-polymer-recycled-again/96/i18 https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180426141530.htm

งานวิจัยฉบับเต็ม : Jian-Bo Zhu, Eli M. Watson, Jing Tang, Eugene Y.-X. Chen. A synthetic polymer system with repeatable chemical recyclability. Science, 2018; 360 (6387): 398 DOI: 10.1126/science.aar5498 https://dx.doi.org/10.1126/science.aar5498

Scroll Up