การพัฒนาเส้นใยไคตินขนาดนาโนสำหรับการใช้งานทางด้านบรรจุภัณฑ์อัจฉริยะ

ในปัจจุบัน การบริโภคถุงพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้งนั้นได้เพิ่มปริมาณสูงขึ้นจนเกิดความวิตกกังวล และทำให้เกิดปัญหาใหญ่ของการสะสมของขยะพลาสติกที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติซึ่งส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมและคุกคามชีวิตของสัตว์เป็นอย่างมาก ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาตินั้นถูกมองว่าน่าจะเป็นวัสดุที่จะมาทดแทน และลดปริมาณการใช้ของบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียมที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ แต่สมบัติเชิงกลและการแพร่ผ่านของฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาตินั้นมีสมบัติที่ด้อยกว่าบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียม ด้วยเหตุนี้การปรับปรุงสมบัติเหล่านี้ของฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติด้วยวัสดุที่ย่อยสลายได้ในธรรมชาติจึงเป็นหนทางที่น่าสนใจและมีประสิทธิภาพ และยังช่วยคงความสามารถในการย่อยสลายได้ตามธรรมชาติของบรรจุภัณฑ์ประเภทนี้เอาไว้ด้วย

ในงานวิจัยนี้ไคตินจากเปลือกกุ้งที่เหลือจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลถูกใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการเตรียมเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 นาโนเมตร และมีความยาวหลายไมโครเมตรด้วยกระบวนการทางเคมีและเชิงกลในสภาวะการเตรียมที่แตกต่างกัน โดยเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรที่เตรียมได้นั้นจะถูกนำไปผสมกับพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางธรรมชาติ เช่น พอลิไวนิลแอกอฮอลล์ และสารผสมที่เตรียมได้นั้นจะถูกนำไปเคลือบบนวัสดุสามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ เช่น กระดาษ และ ฟิล์มพอลิแล็กติก แอซิด เป็นต้น เพื่อปรับปรุงสมบัติการแพร่ผ่าน สมบัติเชิงกล และสมบัติการต้านทานการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ผลกระทบของปริมาณของเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรและกรดอะดิพิก ต่อสมบัติต่าง ๆ ของฟิล์มที่เตรียมได้นั้นจะถูกทดสอบเพื่อพัฒนาฟิล์มที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติที่มีสมบัติใกล้เคียงกับบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียมในแง่ของสมบัติเชิงกล และแพร่ผ่าน นอกจากนี้สมบัติการต้านทานการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ความสามารถในการย่อยสลายตามธรรมชาติ และความใสของฟิล์มที่เตรียมได้นั้นจะถูกศึกษาด้วย โดยฟิล์มที่ทำการเคลือบด้วยเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรที่มีสมบัติที่โดดเด่นจะถูกนำไปบรรจุผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น ผัก หรือ ผลไม้ เพื่อศึกษาผลของการเก็บรักษา และทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับฟิล์มบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ต่อมาผลของน้ำและความชื้นต่อสมบัติของฟิล์มที่ทำการเคลือบด้วยเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรจะถูกศึกษาเพื่อตรวจสอบข้อจำกัดของฟิล์มในสภาวะที่เปียก จากโครงการวิจัยนี้จะได้ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติที่ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาของพืชผลทางการเกษตร และผลลัพธ์จากงานวิจัยนี้จะเป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาสมบัติแพร่ผ่านและการต้านทานการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ของฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ และเทคโนโลยีการเคลือบฟิล์มด้วยเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตรนั้นยังสามารถถ่ายทอดไปยังอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ และกระดาษ เพื่อประยุกต์ความรู้ที่ได้จากงานวิจัยทั้งการเตรียมเส้นใยไคตินขนาดนาโนเมตร และการเคลือบฟิล์ม ในการเตรียมบรรจุภัณฑ์ที่มีความเหมาะสมในการใช้แทนบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียม ซึ่งจะทำให้ลดการใช้งานของบรรจุภัณฑ์จากปิโตรเลียมลง และเป็นหนึ่งในนวัตกรรมที่จะทำให้ประเทศไทยสามารถพัฒนาต่อไปและสอดคล้องกับนโยบายประเทศไทย 4.0 อีกด้วย