เมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2567 คณะนักวิจัยที่นำโดย ทาคุโซะ ไอด้า จากศูนย์วิทยาศาสตร์สสารใหม่เกิดขึ้น (CEMS) ภายใต้สถาบันวิจัยริเค็น ประเทศญี่ปุ่น ได้พัฒนาพลาสติกชนิดใหม่ที่แข็งแรงทนทานและสามารถย่อยสลายได้ในน้ำทะเล ซึ่งเป็นการค้นพบที่อาจช่วยลดปัญหามลพิษจากไมโครพลาสติกในมหาสมุทร รายงานผลการทดลองนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายนที่ผ่านมา

ปัญหาไมโครพลาสติกและการพัฒนาวัสดุทางเลือก

ไมโครพลาสติกเป็นพลาสติกขนาดเล็กกว่า 5 มม. ที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของพลาสติกทั่วไปและไม่สามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติ พลาสติกเหล่านี้เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางทะเลและอาจเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารของมนุษย์

แม้ว่าพลาสติกที่สามารถรีไซเคิลหรือย่อยสลายได้ เช่น พลาสติก PLA จะมีอยู่แล้ว แต่ปัญหาหลักคือเมื่อพลาสติกดังกล่าวหลุดรอดไปในทะเล มันไม่สามารถย่อยสลายได้ในน้ำ เนื่องจากไม่ละลายน้ำ ทำให้เกิดปัญหาไมโครพลาสติกสะสมในธรรมชาติ

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมวิจัยจึงพัฒนาพลาสติกซูปราโมเลกุล (Supramolecular Plastics) ซึ่งมีโครงสร้างที่ยึดติดกันด้วยพันธะเคมีแบบย้อนกลับได้ (Reversible Interactions) โดยใช้โมโนเมอร์ไอออนิก 2 ชนิด ได้แก่ โซเดียมเฮกซะเมตาฟอสเฟต ซึ่งเป็นวัตถุเจือปนอาหาร และโมโนเมอร์กวานิดิเนียมไอออนที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยแบคทีเรีย

ขั้นตอนการพัฒนาและคุณสมบัติพิเศษ

นักวิจัยค้นพบว่า การเชื่อมโยงโครงสร้างพลาสติกผ่าน “สะพานเกลือ” (Salt Bridges) ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นให้กับพลาสติก แม้ว่าสะพานเกลือดังกล่าวจะคงตัวในสภาพปกติ แต่เมื่อสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ในน้ำทะเล โครงสร้างของพลาสติกจะอ่อนตัวลงและเริ่มย่อยสลาย