นวัตกรรมแผ่นกรองนาโนเซลลูโลสจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่มีการปรับปรุงประจุบนพื้นผิวเพื่อการดักจับฝุ่น PM 2.5 ในสิ่งแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ภรัณยู ปีตานนท์ชัย, ธีร์ภวินท์ เหมือนเพชร์, สารัทธ์ โชติรุ่งโรจน์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
วีกิตติ์ ศิริศักดิ์สุนทร, เกียรติภูมิ รอดพันธ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัญหามลพิษทางอากาศส่งผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของประชาชนเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะปัญหาหมอกควันและการสะสมของควันหรือฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศที่มีแนวโน้มที่เพิ่มสูงขึ้น ทำให้ทางคณะผู้จัดทำทั้งสามจึงมีความต้องการที่จะป้องกันปัญหาฝุ่นละอองในอากาศโดยการจัดทำโครงงาน “นวัตกรรมแผ่นกรองนาโนเซลลูโลสจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่มีการปรับปรุงประจุบนพื้นผิวเพื่อการดักจับฝุ่น PM 2.5 ในสิ่งแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพ” ที่มีแนวคิดจะนำนาโนเซลลูโลสจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร มาใช้ในการขึ้นรูปเป็นแผ่นกรองและปรับปรุงประจุบนพื้นผิวให้มีประสิทธิภาพสูงในการดักจับฝุ่นละออง PM 2.5 ที่จะช่วยป้องกันภัยจากฝุ่นละออง PM 2.5 ได้มากขึ้น ในการเตรียมเส้นใยนาโนเซลลูโลส จะใช้ฟางข้าวแทนของที่เหลือใช้จากการเกษตร กำจัดส่วนที่ไม่ใช่ CNC (crystalline nanocellulose) ผ่านการ pre-treatment และ acid hydrolysis ด้วยสารละลาย piranha solution กำจัดไอออนของกรดที่เหลือออกผ่านการ dialysis โดยจะเตรียมนาโนเซลลูโลสที่อุณหภูมิต่างกัน ซึ่งจากการวิเคราะห์โครงสร้างนาเซลลูโลสก่อนการปรับแต่งหมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิค DLS SEM zeta potential และ TGA พบว่านาโนเซลลูโลสที่อุณหภูมิ 50oC และ 70oC มีนาโนเซลลูโลส มีขนาด 507 nm, 194 nm มีประจุ -40.7 mV, -33.0 mV ตามลำดับ และมีลักษณะเป็นเส้นใยสั้นๆสานต่อกัน ในส่วนของการปรับแต่งหมู่ฟังก์ชัน จะใช้ glycidyltrimethylammonium chloride ในการปรับประจุบนพื้นผิวของเส้นใยนาโนเซลลูโลส ซึ่งจากการวิเคราะห์โครงสร้างนาโนเซลลูโลสที่ได้ด้วยเทคนิค FITR พบว่านาโนเซลลูโลสมีหมู่ฟังก์ชัน amine และได้ทำการขึ้นรูปแผ่นกรอง ซึ่งจะนำไปทดสอบประสิทธิภาพการกรองฝุ่นต่อไป ทางคณะผู้จัดทำโครงงานได้ผลิตนวัตกรรมแผ่นกรองนาโนเซลลูโลสที่ผลิตจากจากวัสดุที่เหลือใช้จากการเกษตร สังเคราะห์นาโนเซลลูโลสที่มีคุณสมบัติที่ผ่านการปรับแต่งหมู่ฟังชันสามารถดักจับฝุ่น PM2.5 นำวัสดุที่เหลือใช้ทางการเกษตรมาใช้ประโยชน์ และทำให้มูลค่าของวัสดุที่เหลือใช้ทางการเกษตรเพิ่มมากขึ้น