การสังเคราะห์แผ่นเงินเคลือบอนุภาคทองแดงระดับนาโนที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

วีรภัทร ลี้, ศุภณัฏฐ อนันตชัยโสภณ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สกล วารินทราพร, ยุติชัย ประทีปะเสน

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

อนุภาคทองแดงและอนุภาคเงินระดับนาโนมีความสามารถในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียซึ่งมีงานวิจัยรองรับและการนำไปใช้ที่หลากหลาย โดยมีการศึกษาวิจัยพบว่าการใช้อนุภาคทองแดงและเงินระดับนาโนเคลือบร่วมกันบนพื้นผิวให้ผลที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียบนพื้นผิวที่ดีกว่าการใช้อนุภาคเพียงชนิดใดชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาถึงอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างอนุภาคทั้งสองชนิดบนพื้นผิวรวมถึงลักษณะสัณฐานและรูปแบบโครงสร้างการกระจายตัวของอนุภาคบนพื้นผิวที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด โครงงานนี้จึงมีจุดประสงค์มุ่งเน้นการสังเคราะห์วัสดุที่มีอนุภาคทองแดงระดับนาโนบนพื้นผิวเงินเพื่อทดสอบการเกิดคุณสมบัติการเพิ่มประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียจากการทำงานร่วมกันของโลหะทั้งสองชนิด (Synergistic Effect) รวมทั้งศึกษาอัตราส่วนระหว่างทองแดงและเงินบนพื้นผิว การกระจายตัวของอนุภาคทองแดง โดยเริ่มจากการทดลองสังเคราะห์อนุภาคทองแดงระดับนาโนเพื่อเก็บสารตัวอย่างทั้งหมด 4 ชุดทดลอง แต่ละชุดการทดลองนั้นมีการปรับแก้ตัวแปรควบคุมในกระบวนการทดลอง ได้แก่ระยะเวลาการให้ความร้อนและมวลโมเลกุลของโพลีไวนิลไพโรลิโดน จากนั้นเลือกสารตัวอย่างที่เหมาะสมที่สุดมาเคลือบลงบนแผ่นฟิล์มซิลิคอนบางและแผ่นเงินบางโดยวิธี modified LB deposition และทดสอบคุณสมบัติยับยั้งการเจริญของเชื้อแบคทีเรียบนพื้นผิว โดยใช้แบคทีเรียชนิด Escherichia coli โดยใส่แผ่นฟิล์มลงในหลุมไมโครเพลทบรรจุสารละลายแบคทีเรีย แล้ววัดค่า Optical Density หลังผ่านไป 12 18 และ 24 ชั่วโมง จากผลการทดลองสรุปผลได้ว่าขั้นตอนการให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 1 ชั่วโมงไม่มีผลต่อขนาดและลักษณะรูปร่างของอนุภาคทองแดงระดับนาโนที่มีนัยสำคัญ ในขณะที่มวลโมเลกุลของโพลีไวนิลไพโรลิโดน ที่ใช้ที่น้อยลงมีผลทำให้อนุภาคทองแดงระดับนาโนมีขนาดเล็กลงและมีรูปร่างที่กลมและคงที่ นอกจากนี้จากการทดสอบประสิทธิภาพ สามารถยืนยันการเกิด Synergistic Effect สำหรับระบบแผ่นฟิล์มเงินบางเคลือบอนุภาคทองแดงระดับนาโนได้จริง และท้ายที่สุดองค์ความรู้และวัสดุชนิดใหม่ที่ได้จากโครงงานนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้บนพื้นผิวของอุปกรณ์หรือวัสดุต่าง ๆ ที่ต้องการคุณสมบัติการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย อาทิ อุปกรณ์ทางการแพทย์ วัสดุสำหรับผลิตส่วนประกอบเครื่องจักร และเครื่องมือต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องสำอางค์