ข่าวสารเคลื่อนไหวในอุตสาหกรรมชีวภาพ

นักวิจัยญี่ปุ่นพัฒนาพอลิเมอร์ชีวภาพชนิดใหม่ มีสมบัติเชิงกลเหนือกว่าพลาสติกโพลีโอเลฟิน พร้อมรีไซเคิลทางเคมีได้

คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมหานครโตเกียว (Tokyo Metropolitan University) นำโดยศาสตราจารย์ Kotohiro Nomura ร่วมกับนักวิจัยจากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมโอซากา (Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology) และมหาวิทยาลัยจังหวัดชิงะ (The University of Shiga Prefecture) ประสบความสำเร็จในการพัฒนา พอลิ(เอสเทอร์เอไมด์) ชีวภาพ (Biobased Poly(ester amide)s) จากวัตถุดิบหมุนเวียนที่ไม่ใช่อาหาร (inedible bio-renewables) ซึ่งมีคุณสมบัติเด่นด้านความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าโพลีเมอร์เชิงพาณิชย์ทั่วไป และสามารถนำกลับมารีไซเคิลด้วยกระบวนการทางเคมีได้
การพัฒนาพอลิเมอร์ชีวภาพที่สามารถรีไซเคิลทางเคมีได้ง่ายและผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียนที่ไม่กระทบต่อห่วงโซ่อาหาร ถือเป็นแนวทางสำคัญในการพัฒนาวัสดุยั่งยืนภายใต้แนวคิด เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันยังมีตัวอย่างไม่มากนักของพอลิเมอร์ชีวภาพที่สามารถให้สมบัติเชิงกล เช่น ความแข็งแรงต่อแรงดึง (Tensile Strength) และ การยืดตัวก่อนขาด (Elongation at Break) สูงกว่าพลาสติกทั่วไป เช่น Polyethylene (PE) และ Polypropylene (PP) ภายใต้โครงการ JST Strategic Creative Research Promotion Project (CREST) ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Nomura ได้พัฒนา พอลิ(เอสเทอร์เอไมด์) ชีวภาพ ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบจาก น้ำมันพืช กรดอะมิโน และน้ำตาล โดยวัสดุดังกล่าวสามารถรีไซเคิลทางเคมีได้ และมีสมบัติเชิงกลที่โดดเด่น โดยเฉพาะความแข็งแรงต่อแรงดึงและความสามารถในการยืดตัวของฟิล์ม ซึ่งสูงกว่าพลาสติกเชิงพาณิชย์ทั่วไป นอกจากนี้ พอลิ(เอสเทอร์เอไมด์) ที่มีส่วนประกอบของ ฟีนิลอะลานีน (Phenylalanine) ยังแสดงคุณสมบัติพิเศษในการ ซ่อมแซมตัวเองได้อย่างรวดเร็ว (Fast Self-Healing) ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเพิ่มศักยภาพในการใช้งานเป็นวัสดุขั้นสูงในอนาคต วัสดุชีวภาพดังกล่าวผลิตจาก น้ำมันพืชที่ไม่ใช้เพื่อการบริโภค กรดอะมิโน และน้ำตาล ผ่านกระบวนการสังเคราะห์พอลิเมอร์ด้วยวิธี Catalytic Olefin Metathesis Polymerization ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีสมบัติเหมาะสมต่อการใช้งาน เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน พอลิเมอร์ชนิดนี้สามารถเปลี่ยนกลับเป็นสารตั้งต้นหรือโมโนเมอร์เดิมได้ผ่านกระบวนการ Depolymerization โดยใช้ปฏิกิริยา Transesterification ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ส่งผลให้สามารถนำสารตั้งต้นกลับมาใช้ผลิตพอลิเมอร์ใหม่ได้ เป็นแนวทางที่สนับสนุนระบบการผลิตแบบหมุนเวียนและลดการพึ่งพาวัตถุดิบฟอสซิล งานวิจัยดังกล่าวดำเนินการภายใต้โครงการ JST CREST ในหัวข้อ “Precise Material Science for Degradation and Stability” และโครงการวิจัยย่อย “Development of Bio-Based Advanced Polymers and their Depolymerization, Chemical Recycle” ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อเร่งการพัฒนาพอลิเมอร์ชีวภาพขั้นสูงสำหรับเศรษฐกิจหมุนเวียน
bioplasticsmagazine