การสังเคราะห์พลาสติกชีวภาพด้วยไคโตซานจากเปลือกกุ้งและเซลลูโลสจากเปลือกมะพร้าว
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ธีรกฤต คงเวสน์สุพัฒน์, ฝนทิพย์ อิทธิโรจน์, มนธิดา กี่สุ้น
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สันติราช จอมใจ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
อุตสาหกรรมพลาสติกเป็นอุตสาหกรรมที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ พลาสติกถือเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มีบทบาทอย่างมากในชีวิตประจำวัน เช่น ใช้ในการบรรจุอาหาร ส่งของ หรือหุ้มผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เป็นต้น ซึ่งพลาสติกนั้นใช้เวลาในการย่อยสลายนาน ส่งผลให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับขยะพลาสติกมีปริมาณที่เพิ่มขึ้น ในบางพื้นที่จึงมีวิธีกำจัดขยะพลาสติกผิดวิธี ซึ่งส่งผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม เช่น การเผาขยะที่ผิดวิธี อาจเกิดการตกค้างและปนเปื้อนของสารเคมีที่อยู่ในพลาสติก กระจายไปตามแหล่งน้ำ ดิน และอากาศ ทำให้เกิดก๊าซพิษ และแหล่งน้ำเน่าเสีย การทิ้งขยะบริเวณชายหาดของนักท่องเที่ยวก็ส่งผลกระทบต่อสัตว์ทะเล และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ใต้ท้องทะเล ซึ่งหากสัตว์เหล่านี้กินขยะพลาสติกเข้าไปก็อาจเป็นอันตรายต่อสัตว์เหล่านี้ได้เช่นกัน หรือแม้กระทั่งการนำไปฝั่งกลบก็ยังใช้เวลาในการย่อยสลายยาวนานหลายร้อยปี จึงทำให้ในภายหลังเริ่มมีการคิดค้นที่จะสังเคราะห์พลาสติกชีวภาพจากวัสดุตามธรรมชาติ สามารถย่อยสลายได้ง่าย และไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพจึงเป็นวัตถุดิบหลักในการพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์ในอนาคต ซึ่งในปัจจุบันกำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างยิ่ง โดยนักวิทยาศาสตร์ตลอดจนนักธุรกิจและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องในระดับแนวหน้าทั่วโลกกำลังตื่นตัวในการคิดค้นหาวัตถุดิบมวลชีวภาพเพื่อใช้ผลิตพลาสติก ซึ่งวิจัยนี้คณะผู้จัดทำได้ศึกษาว่า องค์ประกอบของเปลือกกุ้งกว่า 20-30% คือสารไคโตซาน ที่สามารถสกัดออกมาจากเปลือกกุ้งด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์และสารอื่น ๆ อีกบางชนิด โดยไคโตซานเป็นพอลิแซคคาไรด์เพียงชนิดเดียวที่มีประจุบวก และพร้อมทำปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็ว เพราะเกิดจากไคตินที่ทำการดึงหมู่อะซิทิลออกไป จึงสามารถนำมาใช้ในการปรับปรุงโครงสร้างของเซลลูโลส เพื่อใช้ในการสังเคราะห์พลาสติกชีวภาพได้ โดยเซลลูโลสนั้นจะได้จากเปลือกมะพร้าวโดยการสกัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ และโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งจะพบเซลลูโลสเป็นองค์ประกอบอยู่ที่ประมาณ 33–39% โดยทั้งเปลือกกุ้งและเปลือกมะพร้าวนั้น ล้วนเป็นวัสดุเหลือใช้ เหมาะสมที่จะนำมาใช้ในการสกัดและสังเคราะห์เป็นพลาสติกชีวภาพได้
ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะสังเคราะห์พลาสติกชีวภาพสามารถที่จะย่อยสลายได้ง่าย และทดแทนการใช้พลาสติกในชีวิตประจำวัน โดยไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม ตลอดจนเป็นการนำวัสดุเหลือใช้มาใช้ให้เกิดประโยชน์ และเป็นทางเลือกใหม่ในการใช้พลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศอีกด้วย