แผ่นกรองอากาศจาก PVA ผสมนาโนซิงค์ออกไซด์และโปรตีนซิริซินที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคอิเล็กโทรสปินนิ่ง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

วนัสพร คุ้งลึง, ศิริรัตนา ชาติทอง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ศาสตรา พรมอารักษ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัญหามลพิษทางอากาศได้กลายเป็นหนึ่งในปัญหาสิ่งแวดล้อมที่มีสำคัญและมีแนวโน้มสูงขึ้นในทุกๆปี เช่น ปัญหาของฝุ่นละอองที่เพิ่มขึ้น(PM) โดยเฉพาะฝุ่นละอองเชิงมวลที่มีขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน เพราะมีอนุภาคขนาดเล็กซึ่งสามารถเข้าสู่ร่างกายโดยผ่านทางระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ รวมทั้งปัญหาการเพิ่มขึ้นของแบคทีเรียที่ปะปนในอากาศซึ่งปัญหาดังกล่าวส่งผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์ เช่น โรคเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจและโรคเกี่ยวกับระบบทางเดินอาหาร เป็นต้น

คณะผู้จัดทำจึงมีแนวคิดในการศึกษาและพัฒนาแผ่นกรองอากาศจาก Polyvinyl alcohol (PVA) ผสมนาโนซิงค์ออกไซด์และโปรตีนซิริซินที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง เพื่อกรองฝุ่นละอองเชิงมวลที่มีขนาดไม่เกิน 2.5ไมครอนและยับยั้งเชื้อแบคทีเรียในอากาศ โดยสามารถประยุกต์ใช้แผ่นกรองอากาศในหน้ากากอนามัยส่วนบุคคล เครื่องปรับอากาศและเครื่องกรองอากาศ ในพื้นที่ที่มีปัญหามลพิษทางอากาศและที่อยู่อาศัย โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการขึ้นรูปแผ่นกรองอากาศด้วยเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่งและเพื่อศึกษาและเปรียบเทียบคุณสมบัติการกรองอากาศและยับยั้งเชื้อแบคทีเรียของแผ่นกรองอากาศ ทำการทดลองเก็บตัวอย่างเชื้อแบคทีเรียจากอากาศโดยการนำจานที่ใส่อาหารเลี้ยงเชื้อแบบแข็งวางบริเวณในและนอกอาคารที่มีอากาศถ่ายเทเป็นเวลา 2 ชั่วโมง นำตัวอย่างเชื้อแบคทีเรียใส่ในตู้บ่มเชื้อเป็นเวลา 24 ชั่วโมง และนำตัวอย่างเชื้อแบคทีเรียที่ได้จากทั้งสองบริเวณมาแยกโคโลนี (Single colony) แล้วนำมาทดสอบเพื่อระบุชนิดเชื้อแบคทีเรียโดยการย้อมสีแกรม ดูลักษณะของเชื้อแบคทีเรียภายใต้กล้องจุลทรรศน์รวมถึงทดสอบสมบัติทางเคมีและอื่นๆ จากนั้นเตรียมสารละลาย PVA ความเข้มข้น 14 เปอร์เซ็นต์ ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ผสมสารละลาย PVA:เอทานอล ในอัตราส่วน 1:1 1:3 และ 3:1 โดยเตรียมสารละลายเป็น 2 ชุดการทดลอง ชุดการทดลองที่ 1 นำสารละลาย PVA ผสมกับนาโนซิงค์ออกไซด์ปริมาณ 1,000 และ2,000 มิลลิกรัมตามลำดับ ชุดการทดลองที่ 2 ผสมสารละลาย PVA กับโปรตีนซิริซินปริมาณ 1,000 มิลลิกรัม นำสารละลายมาขึ้นรูปแผ่นกรองอากาศด้วยเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง โดยกำหนดให้ความต่างศักย์ไฟฟ้า 17 KV ระยะห่างระหว่างหลอดฉีดยาและตัวเก็บเส้นใย ( collector ) 12 เซนติเมตร อัตราการไหลของสารละลาย 273.5 µl/s ศึกษาคุณสมบัติการกรองอากาศของแผ่นกรองอากาศในตู้พลาสติกอะคริลิกที่เป็นระบบปิด ศึกษาลักษณะโครงสร้างและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนในแผ่นกรองอากาศก่อนและหลังทดลองภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเเบบส่องกราด( SEM) จากนั้นวิเคราะห์ส่วนประกอบของแผ่นกรองอากาศโดยวิธี EDX และทำการศึกษาคุณสมบัติการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียของแผ่นกรองอากาศโดยการทดสอบพื้นที่การยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย ( Zone of inhibition test ) จากนั้นบันทึกผลโดยการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงใส