“ซูปราโมเลกุล” พลาสติกละลายได้ในน้ำทะเล ปลดล็อก “ไมโครพลาสติก” ตัวร้าย!

ทุกปีมีพลาสติกกว่า 11 ล้านตันถูกทิ้งสู่ทะเลและมหาสมุทร ไม่ว่าจะโดยความตั้งใจหรือไม่ตั้งใจก็ตาม ในจำนวนนี้กว่า 90% ไม่มีการเก็บกู้ นานวันเข้าเกิดการย่อยแต่ไม่สลาย กลายเป็นไมโครพลาสติกแทรกซึมไปทั่วทุกมุมโลก ปนเปื้อนอยู่ในระบบนิเวศและห่วงโซ่อาหาร

ที่น่าตกใจคือ มีการประมาณการว่า มนุษย์อาจได้รับไมโครพลาสติกเข้าไปในร่างกายมากถึง 5 กรัมต่อสัปดาห์ จากอาหารทะเล น้ำดื่ม หรือแม้กระทั่งอากาศหายใจ!

ท่ามกลางความพยายามในการแก้ปัญหานี้ หนึ่งในทางเลือกใหม่ที่กำลังได้รับความสนใจคือ พลาสติกที่ละลายหรือย่อยสลายได้ในน้ำทะเล

เป็นพลาสติก แต่ละลายได้ในน้ำเกลือ

พลาสติกที่ย่อยสลายในน้ำทะเลที่ว่าคือ “พลาสติกเหนือโมเลกุล” หรือ “ซูปราโมเลกุล” (supramolecular plastic) ผลงานความสำเร็จจากทีมนักวิจัย Emergent Soft Matter Function ที่ RIKEN Center for Emergent Matter Science ในเมืองวาโก ประเทศญี่ปุ่น นำโดย ศาสตราจารย์ ทาคุโซะ ไอดะ (Takuzo Aida) ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร Science เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2024 ระบุคุณสมบัติเด่นของพลาสติกชนิดใหม่นี้ว่า มีความแข็งแรง สามารถขึ้นรูปได้ไม่ต่างจากพลาสติกทั่วไป แต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

เบื้องหลังความสำเร็จครั้งนี้ต้องยอมรับว่ามาจากการบุกเบิกงานด้านพอลิเมอร์เหนือโมเลกุลมานานกว่า 3 ทศวรรษของ ศ.ไอดะ ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านพอลิเมอร์เหนือโมเลกุล ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยที่ RIKEN และศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว บอกว่า

“ซูปราโมเลกุล” เป็นพลาสติกชนิดใหม่ที่เกิดจากการรวมของ ‘มอนอเมอร์’ 2 ชนิด ได้แก่ โซเดียมเฮกซาเมทาฟอสเฟต (ใช้ในสารเติมแต่งอาหารและปุ๋ย) และ กัวนิดิเนียมซัลเฟต (สามารถสังเคราะห์ได้ง่ายจากวัตถุดิบธรรมชาติ) เป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่ง สามารถรีไซเคิลได้ง่ายด้วยการใช้ตัวทำละลายเฉพาะ หมายความว่าสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้

ศ.ไอดะ บอกว่า “ทีมวิจัยพบว่า การรวมกันของโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต และโมโนเมอร์ที่เป็นไอออนกัวนิดิเนียม ก่อให้เกิด “สะพานเกลือ” ที่ยึดสารประกอบเข้าด้วยกันด้วยพันธะไขว้ที่แข็งแรง พันธะประเภทนี้ทำหน้าที่เป็น “กุญแจ” ที่ทำให้วัสดุมีความแข็งแรงและยืดหยุ่น”

พลาสติกชนิดนี้ไม่เพียงแต่แข็งแรงเท่าพลาสติกทั่วไป แต่ยังไม่ติดไฟ ไม่มีสี และโปร่งใส ที่สำคัญคือ สามารถสลายตัวกลับไปเป็นวัตถุดิบเมื่อแช่ในน้ำเกลือ ซึ่งจากการทดลองจะสลายตัวในน้ำเกลือหลังจากผ่านไป 8 ชั่วโมงครึ่ง

ด้วยคุณสมบัติทนไฟและทนความร้อน แต่เมื่อนำไปสัมผัสกับน้ำเกลือ โครงสร้างทางเคมีจะเปลี่ยนแปลงและย่อยสลายกลายเป็น ‘มอนอเมอร์’ ภายในครึ่งวัน มอนอเมอร์เหล่านี้จึงสามารถย่อยสลายได้ด้วยแบคทีเรียกลายเป็นไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ที่นำไปใช้เป็นปุ๋ยได้ต่อไป

ศ.ไอดะ บอกอีกว่า แม้เป้าหมายหลักของการวิจัยชิ้นนี้จะเป็นความตั้งใจแก้ปัญหาไมโครพลาสติกในทะเลและมหาสมุทร แต่ก็คาดหวังว่าจะเป็นแนวทางใหม่ในการลดมลภาวะจากพลาสติก รวมถึงลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการเผาพลาสติกได้ด้วย

อย่างไรก็ตาม จุดด้อยหนึ่งในกระบวนการย่อยสลายพลาสติกชนิดใหม่นี้คือ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่เหลือจากการย่อยสลายแล้ว อาจทำให้ระบบนิเวศชายฝั่งได้รับสารอาหารมากเกินไป ซึ่งเกี่ยวข้องกับการบานของของสาหร่ายที่ทำลายระบบนิเวศทั้งหมด

แนวทางที่ดีที่สุดแนะว่า อาจเป็นการรีไซเคิลวัสดุส่วนใหญ่ในโรงงานบำบัดที่มีการควบคุมโดยใช้น้ำทะเล วิธีนี้จะทำให้สามารถนำวัตถุดิบกลับมาใช้ผลิตซูปราโมเลกุลได้อีกครั้ง

ในโลกที่เรายังต้องพึ่งพาพลาสติกในชีวิตประจำวัน พลาสติกที่ย่อยสลายได้ในทะเลจึงเป็น “ทางเลือกใหม่” แม้ไม่ใช่คำตอบทั้งหมด แต่ก็เป็นก้าวสำคัญในการลดการสะสมของไมโครพลาสติกในระบบนิเวศทางทะเล หากใช้ร่วมกับแนวทางลดพลาสติกอย่างยั่งยืน ก็สามารถเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงสู่โลกที่สะอาดและปลอดภัยยิ่งขึ้น

สำหรับผู้ที่ชื่อชอบงานเขียนของ Rabbit2TheMoon สามารถอ่านเรื่องอื่นๆ ก่อนหน้าได้ ที่นี่