การศึกษาประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟจากไคโตซานร่วมกับกรดไฟติกและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ในฟางข้าว เพื่อพัฒนาเป็นสเปรย์ฟิล์มส าหรับต้านการลุกลามไฟจากการเผาตอซัง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กิ่งฉัตร บูรณพาสน์, ชนินวัฒน์ จันทะศรี

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

วรางคณา ธุภักดี

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

แนวโน้มการเกิดไฟป่าในประเทศไทยสูงขึ้นทุกปี อันเนื่องมาจากสภาวะโลกร้อนทำให้ฤดูแล้งวนกลับมาเร็ว และยาวนานขึ้น โดยตั้งแต่ พ.ศ.2561 มีพื้นที่ป่าถูกเผาไหม้ไปมากถึง 483,034 ไร่ (สำนักป้องกัน ปราบปราม และควบคุมไฟป่า, 2565) ก่อให้ความสมดุลของระบบนิเวศในประเทศถูกทำลาย พืชขาดช่วงการสืบพันธุ์ คุณภาพของดินเสื่อมโทรม แหล่งอาหารของสัตว์ป่าลดลง ในขณะที่ปริมาณฝุ่นควันสูงขึ้นติดอันดับโลกจนถูกยกเป็นปัญหาวาระแห่งชาติในปีพ.ศ.2562 วิกฤตไฟป่ายังส่งผลกระทบกับชุมชนในพื้นที่ โดยค่าเสียโอกาสทางเศรษฐกิจจากเหตุไฟป่าสามารถประมาณได้เป็นมูลค่าสูงกว่า 5,000 ล้านบาท (ศูนย์วิจัยกสิกรไทย, 2563) ต้นเหตุของการเกิดไฟป่าในไทยส่วนใหญ่มาจากการกระทำของมนุษย์ ซึ่งเมื่อมีปัจจัยที่เหมาะสมเข้ามาเกี่ยวข้องจะยิ่งทำให้ให้พฤติกรรมของไฟป่ารุนแรง เกิดการลุกลามไปเป็นวงกว้างอย่างรวดเร็ว (สันติ ภัยหลบลี้, 2564)

จากสถิติประจำปีงบประมาณ 2565 ของส่วนควบคุมไฟป่า พบว่าภาคเหนือเป็นพื้นที่ที่เกิดไฟป่ามากที่สุด เนื่องจาก มีลักษณะเป็นป่าเบญจพรรณที่มีใบไม้มากเป็นเชื้อเพลิง มีสภาพอากาศแห้ง ภูมิประเทศเป็นเขาสูง และทิศทางลมเหมาะสมต่อการลุกลามของไฟ ทำให้เมื่อเกิดไฟป่าจะควบคุมได้ยาก (กรุงเทพธุรกิจ, 2564) ในการจะดับไฟป่าที่รุนแรงนั้น เจ้าหน้าที่จึงจำเป็นต้องใช้วิธีโปรยสารเคมีสำหรับหน่วงไฟลงมาจากเครื่องบินเพื่อสร้างแนวกันไฟ โดยสารหน่วงไฟจะทำหน้าที่ลดความรุนแรง และอัตราการลุกลามของไฟ แต่วิธีนี้มีข้อเสียคือ ส่วนประกอบหลักของสารหน่วงไฟที่นิยมใช้มักเป็นสารเคมีที่สังเคราะห์ขึ้นซึ่งมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต สามารถแพร่กระจายตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมจึงถูกระงับใช้ในหลายประเทศ (องค์การพิพิธพัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ, 2564) สารหน่วงไฟที่จะนำมาใช้จึงต้องไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ไม่เป็นพิษร้ายแรงกับระบบนิเวศ และไม่มีการสะสมทางชีวภาพหลังใช้งาน.

ไคโตซาน เป็นสารพอลิเมอร์ธรรมชาติที่พบมากในเปลือกแข็งของสัตว์จำพวกกุ้ง และปู ซึ่งมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง (biocompatibility) สามารถย่อยสลายได้ (biodegradable) จึงไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม และมีลักษณะโครงสร้างทางเคมีที่ส่งผลให้สามารถต้านการลามไฟได้ ในการพัฒนาสารหน่วงไฟที่มีประสิทธิภาพจึงสามารถทำได้โดยการปรับเปลี่ยนชีวโมเลกุลของไคโตซานร่วมกับสารอื่นๆ (Giulio M., 2563) ซึ่งกรดไฟติก (phytic acid) ที่พบมากในเมล็ดธัญพืช และพืชตระกูลถั่ว เป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่น่าสนใจ เนื่องจากมีปริมาณฟอสฟอรัสสูงสามารถยับยั้งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ส่งผลต่อการติดไฟ อีกทั้งในการเพิ่มความติดทนของสารหน่วงไฟ สามารถทำได้โดยการนำคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากฟางข้าวซึ่งทำหน้าที่เป็นสารคงสภาพ มาใช้เพิ่มคุณสมบัติยึดเกาะ และความหนืด (ปิยพร ร่มแสง, 2556)

จากเหตุผลที่กล่าวมาข้างต้นทำให้ผู้พัฒนาสนใจที่จะศึกษาประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟจากไคโตซานร่วมกับกรดไฟติก และคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ในฟางข้าวซึ่งเป็นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เพื่อพัฒนาเป็นสเปรย์สำหรับป้องกันการลุกลามของไฟป่า