เม็ดบีทกักเก็บความชื้นจากวัสดุธรรมชาติ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชลรัตน์ จักรานนท์, ธัญวรัตม์ ทองสลัก

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สะอารอนิง ดาโอะ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสุราษฎร์พิทยา

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เม็ดกักเก็บความชื้น จัดทำขึ้นเพื่อแก้ปัญหาดินแห้ง หรือดินที่มีการสูญเสียความชื้นของดิน มีผลทำให้พืชไม่เจริญเติบโต การรดน้ำแต่ละครั้งจะสูญเสียไปกับการที่น้ำซึมลึกลงไปเกินตำแหน่งที่รากพืชจะดูดได้ อีกส่วนหนึ่งระเหยออกไป สภาพดินบางแห่งไม่สามารถอุ้มน้ำไว้ได้จึงทำให้เกิดภาวะดินขาดน้ำ จึงต้องรดน้ำลงในดินบ่อยครั้งเป็นการสูญเสียทรัพยากรน้ำ จึงต้องการหาวิธีการในการจัดการกับดินให้สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ และปลดปล่อยน้ำให้แก่พืชได้ มีการใช้เม็ดพลาสติกสังเคราะห์หลายชนิดมาแก้ปัญหานี้ แต่ไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากราคาที่ไม่คุ้มกับคุณภาพ และสลายตัวได้ยาก จึงได้คิดนำวัสดุชีวภาพมาพัฒนาเป็นเม็ดบีท สำหรับกักเก็บ และปลดปล่อยน้ำสู่ดินได้ ได้คัดเลือกมิวซิเลจจากเมล็ดแมงลัก มิวซิเลจจากฟัก ขุยมะพร้าวและเส้นใยทะลายปาล์ม มาพัฒนาโครงสร้างให้สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ มาผสมกับแป้งชนิดต่างๆเนื่องจากเป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้ง่ายและมีต้นทุนในการผลิตต่ำ จึงได้ทำการสกัดมิวซิเลจ แล้วทำการปรับปรุงโครงสร้าง ให้มีความสามารถในการดูดซึมน้ำได้มากขึ้น และทำการคอมพาวด์เพื่อให้ได้วัสดุ ที่ดูดซึมน้ำได้ดี จากการศึกษาความสามารถในการดูดซับน้ำและการปลดปล่อยน้ำของไบโอโพลิเมอร์ต่างชนิดกัน พบว่า มิวซิเลจของเมล็ดแมงลักมีความสามารถในการดูดซับน้ำมากกว่าโพลิเมอร์ชนิดอื่น โดยเมื่อนำมาเปลี่ยนแปลงโครงสร้างให้พันธะถูกทำลายออก จะมีความสามารถในการดูดซับน้ำได้มากขึ้น เช่นเดียวกับโพลิเมอร์จากการดัดแปลงโครงสร้างของเซลลูโลสจากเส้นใยปาล์ม และแป้งมันสำปะหลัง เมื่อนำมาคอมพาวด์เพื่อขึ้นรูปเป็นเม็ดโดยใช้อัตราส่วนมิวซิเลจ+แป้งมันสำปะหลัง+เซลลูโลสจากทะลายปาล์ม =1: 1.0:0.5 โดยมวลโดยมีแทนนินเป็นสารเชื่อมขวาง จะมีความสามารถในการอุ้มน้ำมากขึ้น 25.9 g/g สารพอลิเมอร์ที่ได้นี้จัดเป็นพอลิเมอร์ดูดซับยิ่งยวด (Super-absorbent polymers หรือ SAPs )สามารถย่อยสลายในดินได้ในเวลา 45 วัน เมื่อนำไปผสมกับดินในอัตราส่วน ในอัตราส่วน ดิน:SAP = 100:1 จะสามารถเว้นระยะการรดน้ำได้ เป็นช่วงห่าง 2วัน/โดยต้นไม้ไม่เหี่ยว ต้นทุนการผลิต 0.15 บาท/กรัม จึงเหมาะสมในการนำพัฒนาสำหรับการเพาะปลูกในดินที่อุ้มน้ำน้อยหรือมีสภาพแห้งแล้ง