ศึกษาความแตกต่างของแผ่นไฮโดรเจนแต่ละสูตรโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดชนิดฟิวอิมิชชั่น(FESEM)เพื่อนำไปทำแผ่นมาส์กหน้าจากแกลบข้าวนาโนเซลลูโลส
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
มนัสนันท์ กาวัน, นภาวรรณ สมนึก
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เจตนิพิฐ แท่นทอง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
บทนำ
1.1 ทมาและความส ี่ ำคญั
เซลลโู ลส (cellulose) จัดเป็
นสารชวีมวลทสี่ ามารถยอ่ ยสลายไดเ้อง
ตามธรรมชาติและเป็
นสารประเภทพอลแิซก
็
คาไรด์(polysaccharide)
ทเี่ ป็
นสารคารโ์ บไฮเดรต (carbohydrate) เสน้ ใยเซลลโู ลสจัดเป็
นหนงึ่
ในสารพอลเิมอรช์ วีภาพ (biopolymer) ทพี่ บ ในสงิ่ มชี วีติ ทงั้ ในผนัง
เซลลข์ องพชื และแบคทเีรยี สว่ นเสน้ ใยนาโนเซลลโู ลส
(nanocellulose) นัน้ เป็
นเสน้ ใยทไี่ ดจ้ากการนำ เซลลโู ลสจากพชื มา
ผา่ นกระบวนการตา่ ง ๆ เชน่ การใชเ้อนไซม์สารเคมีและแรงเชงิกล
โดยโครงสรา้งของเสน้ ใยนาโนเซลลโู ลสจากพชื จะมเีสน้ผา่ นศนู ยก์ ลาง
ระดบั นาโนเมตร ปัจจบุ นั มงีานวจิัยเกยี่ วกบั นาโนเซลลโู ลสเพมิ่ ขนึ้ อยา่ ง
ตอ่ เนอื่ ง และมคี วามพยายามในการน านาโนเซลลโู ลสมาประยกุ ตใ์ชใ้น
การเป็
นวตั ถดุ บิ ตงั้ตน้ ในการผลติ รวมถงึใชเ้ป็
นวสั ดเุ สรมิ แรง เนอื่ งจาก
นาโนเซลลโู ลสมขี นาดเสน้ผา่ นศนู ยก์ ลางเฉลยี่ ประมาณ 4 ถงึ 100 นา
โนเมตร สง่ ผลใหม้สี มบตั เิชงิกลทดี่ เียยี่ ม สามารถกกั เกบ
็
ความชนื้ ไดด้ ี
ไมเ่ ป็
นพษิ ตอ่ มนุษยแ์ ละสงิ่ แวดลอ้ม และสามารถยอ่ ยสลายไดท้ างชวี
ภาพ
แหลง่ เซลลโู ลสทจี่ ะน ามาสกดั เป็
นนาโนเซลลโู ลสทหี่ าไดง้า่ ยทสี่ ดุ คอื
เซลลโู ลสจากพชื ซงึ่ ประเทศไทยซงึ่ ในการผลติ ขา้วโพดนัน้ จะทำ ใหม้ี
ซงัขา้วโพด หลงัการเกบ็ เกยี่ วจงึเหลอืเป็นขยะทางการเกษตรทมี่ กั ถกู
กำ จัดดว้ยการเผาทงิ้ ทำ ใหเ้กดิปัญหามลพษิ ทางอากาศตามมา กอ่ ใหเ้กดิ
มลพษิ ทจี่ ะสง่ ผลเสยีตอ่ สงิ่ แวดลอ้ม และ คนในชมุ ชนทใี่ กลเ้คยี ง จงึ
เป็
นจดุ เรมิ่ ตน้ ในการนำ ซงัขา้วโพดไปใชป้ ระโยชนอ์ าทิใชซ้ งัขา้วโพด
กรองน
้ำ
และบำ บดั น
้ำ ใหส้ ะอาดได ้ดว้ยการเผาซงัขา้วโพดจนเป็นกลาย
เป็นถา่ น ทจี่ ะกลายเป็น Activated Charcoal หรอื ถา่ นกมั มนั ต์ทปี่ ัจจบุ นั
ใชใ้นการกรองและบำ บดั น
้ำ
อยแู่ ลว้เพราะมรีพู รนุ ขนาดเล็กหลายลา้นรทู ี่
สามารถดดู ซบั น
้ำ
และกรองสารพษิ ออกจากน
้ำ ได ้และไมส่ ามารถสมบตั เิดน่ ของซงัขา้วโพดทเี่ หลอื มาใชไ้ดม้ ากนัก จากการศกึษา
องคป์ ระกอบทางเคมขี องซงัขา้วโพด มดี งันี้
เซลลโู ลส 34.1 เปอรเ์ซนต์เฮมเิซลลโู ลส 42.5 เปอรเ์ซนต์ลกินนิ 12.8
เปอรเ์ซนต์โปรตนี 1.64 เปอรเ์ซนต์และเถา้ 5.46 เปอรเ์ซนต์หรอื
กลา่ วไดว้า่ องคป์ ระกอบของซนั ัน้ มงีขา้วโพดปรมิ าณเซลลโู ลสอยมู่ าก
ดว้ยเหตนุ จี้ งึสามารถน าแกลบมาใชส้กดั เป็
นนาโน เซลลโู ลสเพอื่ ใช ้
ประโยชนใ์ นหลากหลายอตุ สาหกรรม อาทิอาหาร ยา เครอื่ งสำ อาง
กระดาษ สงิ่ ทอ วสั ดกุ อ่ สรา้ง และสารเคลอื บผวิ เป็
นตน้ แตใ่ นการนำ
มาสกดั เป็
นนาโนเซลลโู ลสจะตอ้ งมกี ารกำ จัดลกินนิ และเฮมิเซลลโู ลส
ออก เนอื่ งจากสารทงั้สองนมี้ คี วามเป็
นอสณั ฐานซงึ่ จะทำ ใหน้ าโน
เซลลโู ลสทสี่ กดั ไดม้สี มบตั เิชงิกลทตี่ ่ำ าลงรวมไปถงึมคี วามชอบน
้ำ
ทมี่ า
กขนึ้
งานวจิัยนมี้ งุ่ เนน้ ศกึษาเกยี่ วกบั การนำ นาโนเซลลโู ลสมาประยกุ ตใ์ชใ้น
อตุ สาหกรรมเครอื่ งสำ อาง ซงึ่ เป็
นอตุ สาหกรรมทมี่ กี ารเจรญิ เตบิ โต และ
ขยายตวัอยา่ งตอ่ เนอื่ ง ผบู้ รโิภคทงั้เพศชาย และเพศหญงิ
เรมิ่ มคี วามใสใ่ จในการดแู ลตวัเอง ดแู ลผวิพรรณความงามมากยงิ่ ขนึ้
ประกอบกบั การทผี่ บู้ รโิภคเรมิ่ หนั มาใสใ่ จ ผลกระทบทมี่ ตี อ่ สงิ่ แวดลอ้ม
จากผลติ ภณั ฑม์ ากขนึ้ ดงันัน้ จงึเป็
นแนวทางทดี่ ใีนการนำ ผลผลติเหลอื
ทงิ้ จาก การเกษตรมาประยกุ ตใ์ชเ้ป็
นวตั ถดุ บิ ตงั้ตน้ ในการผลติ
เครอื่ งสำ อาง แทนการสงัเคราะหจ์ ากสารเคมีเพอื่ เพมิ่ มลู คา่ ใหแ้ก่
วตั ถดุ บิ ทางการเกษตร และยงัลดความเสยี่ งในการเกดิ การระคายเคอื ง
ตอ่ ผวิของผบู้ รโิภคทเี่ กดิ จากการใชส้ ารเคมสีำ หรับงานวจิัยนจี้ งึสนใจ
ศกึษาการสกดั นาโนเซลลโู ลสจากซงัขา้วโพด และนำ มาผลติเป็
นแผน่
มาสก์ บำ รงุ ผวิหนา้ โดยใชก้ ระบวนการเชงิกลผนวกเขา้กบั กระบวนการ
เชงิเคมโีดยมกี ารใชเ้ครอื่ งลดขนาด อนุภาคความดนั สงู
(microfluidizer) เป็
นเครอื่ งมอื ในการลดขนาดอนุภาค เมอื่ สกดั ออกมา
เป็
นนาโน เซลลโู ลสแลว้จะเขา้สกู่ ระบวนการเตรยี มแผน่ มาสก์ จากนัน้
จงึนำ าไปวเิคราะหค์ วามเขา้กนั ไดท้ างชวีภาพและ ความเป็
นพษิ ตอ่
เซลลไ์ ฟโบรบลาสต(์cell fibroblast) และสมบตั กิ ารอมุ้น1.2ปญหา ั
เนอื่ งจากในปัจจบุ นั ผบู้ รโิภคทงั้เพศชาย และเพศหญงิ เรมิ่ มคี วามใสใ่ จ
ในการดแู ลตวัเอง ดแู ลผวิพรรณความงามมากยงิ่ ขนึ้ ประกอบกบั การทผี่ ู้
บรโิภคเรมิ่ หนั มาใสใ่ จ ผลกระทบทมี่ ตี อ่ สงิ่ แวดลอ้มจากผลติ ภณั ฑม์ าก
ขนึ้
1.3วตถั ประสงค ุ ์
1.3.1 เพอื่ ศกึษาและเตรยี มเสน้ ใยนาโนเซลลโู ลสทมี่ คี วามบรสิ ทุ ธสิ์ งู
จากซงัขา้วโพด
1.3.2 เพอื่ ศกึษาและวเิคราะหค์ ณุ สมบตั ขิ องเสน้ ใยนาโนเซลลโู ลส
จากซงัขา้วโพด
1.3.3 เพอื่ ศกึษาหาความเขม้ขน้ ของโซเดยีมอลั จเินตทเี่ หมาะสมใน
การเตรยี มแผน่ มาสก์ นาโนเซลลโู ลส
1.3.4 เพอื่ ศกึษาและวเิคราะหค์ วามเขา้กนั ไดท้ างชวีภาพและความ
เป็
นพษิ และสมบตั กิ ารอมุ้น
้ำ
ของ
แผน่ มาสก์ ทเี่ ตรยี มจากเสน้ ใยนาโนเซลลโู ลสทไี่ ดจ้ากซงัขา้วโพด
1.4 ขอบเขตการวจิยั
1.4.1 โรงเรยีนศรสี ะเกษวทิ ยาลยั ตำ บลเมอื งใต ้อำ เภอเมอื ง
ศรสี ะเกษ
จังหวดั ศรสี ะเกษ
1.4.2 ศกึษาขนั้ ตอนและภาวะในการเตรยี มนาโนเซลลโู ลสจากแกลบ
ดว้ยกระบวนการเชงิกลดว้ย เครอื่ งลดขนาดอนุภาคแบบใชค้ วามดนั สงู ที่
ความดนั 20,000 psi เป็
นเวลา 60 นาที
1.4.3 ศกึษาลกั ษณะสณั ฐานวทิ ยา หมฟู่ ังกช์ นั ดชั นคี วามเป็
นผลกึ
และเสถยี รภาพทางความรอ้ นของ เสน้ ใยนาโนเซลลโู ลสทเี่ ตรยี มได ้
1.4.4 ศกึษาขนั้ ตอนและภาวะในการเตรยี มแผน่ มาสก์ จากนาโน
เซลลโู ลสดว้ยสารละลายโซเดยีมอลั จเินต และสารละลายแคลเซยีม
คลอไรด์ทคี่ วามเขม้ขน้ 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 และ 0.8 โมลาร์1.3.4ทดสอบความเขา้กนั ไดท้ างชวีภาพและความเป็
นพษิ ตอ่ cell fibroblast
และการอมุ้น
้ำ
ของแผน่ มาสก์
1.5 ประโยชนท์ คาดว ี่ าจะได ่ ร้บั
1.5.1 ไดเ้สน้ ใยนาโนเซลลโู ลสทสี่ กดั จากซ.ํขา้วโพด ซงึ่ เป็
นการลด
ปรมิ าณขยะจากอตุ สาหกรรมการเกษตรทเี่ พมิ่ มลู คา่ ใหแ้กซ่ งัขา้วโพด
และยงัเป็
นวสั ดทุ สี่ ามารถยอ่ ยสลายไดต้ ามธรรมชาติ
1.5.2 การทำ ไฮโดรเจลจากซงัขา้วโพดนาโนเซลลโู ลสและโซเดยีม
อลั จเินตจะเป็
นผลติ ภณั ฑใ์หมท่ มี่ ีสมบตั คิ วามอมุ้น
้ำ
ทดี่ ขี นึ้ เมอื่ เทยีบกบั
แผน่ มาสก์ หนา้ทวั่ ไปซงึ่ จะเป็
นสว่ นชว่ ยในการพัฒนาอตุ สาหกรรม
เครอื่ งสำ อางได ้