สัมภาษณ์และเรียบเรียงโดย งานพัฒนาคุณภาพการเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ
ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยี
ที่มา: https://abc7.com
พลาสติกเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของทุกคนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ มีการคาดการณ์ว่าปี พ.ศ.2583 จะมีการผลิตพลาสติกทั่วโลกถึง 1.1 ล้านตันต่อปี วงจรสุดท้ายของผลิตภัณฑ์พลาสติกมักจบลงด้วยการฝังกลบหรือถูกทิ้งลงในมหาสมุทร ซึ่งเป็นการคุกคามระบบนิเวศวิทยาและแหล่งอาหารของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลาสติกที่ได้รับความนิยมอย่างโพลิเอทิลีนซึ่งเหนียวและทนทาน
จากปัญหาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคนซัส (University of Kansas) จึงศึกษาหาแนวทางการกำจัดขยะพลาสติกเหล่านี้ให้มีประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์สูงสุด ในผลงานวิจัยล่าสุดของพวกเขาแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จของแนวทางการกำจัดขยะพลาสติกที่ดีกว่าการทำลายขยะ และยังสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกให้กลายเป็นสารสำคัญที่นำไปใช้เป็นส่วนผสมของยาได้ด้วย ผลงานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Angewandte Chemie ของสมาคมเคมีแห่งเยอรมนี
องค์ความรู้สหวิทยาการ…หัวใจของงานวิจัย
หัวใจของงานวิจัยนี้คือการผนวกองค์ความรู้ทางเคมีและชีวภาพเข้าด้วยกัน แตกต่างจากงานวิจัยก่อนหน้าที่ทีมวิจัยใช้เพียงสารเคมีช่วยย่อยขยะพลาสติกซึ่งใช้เวลาย่อยสลายนานหลายเดือน แต่ในงานวิจัยล่าสุดทีมวิจัยได้ค้นพบว่าการใช้ทั้งสารเคมีและเชื้อรามาช่วยย่อยจะทำให้พลาสติกสลายตัวจนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายภายในหนึ่งสัปดาห์เท่านั้น
ทีมวิจัยทำอย่างไร
ทีมวิจัยได้รวบรวมพลาสติกโพลิเอทิลีนจากมหาสมุทรแปซิฟิกมาย่อยสลายด้วยออกซิเจนและตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ (catalytic degradation) ชนิดที่ปลอดภัยและราคาไม่แพง จนได้คาร์บอกซิลิกไดแอซิด (carboxylic diacid) จากนั้นนำเชื้อรา Aspergillus nidulans ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมแล้วมาช่วยย่อยและปรับปรุงไดแอซิดเหล่านี้จนกลายเป็นสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิ (Secondary metabolite) ได้แก่ สารแอสเปอร์เบนซาลดีไฮด์ (asperbenzaldehyde) ซิเทรีโอวิริดิน (citreoviridin) และมิวทิลิน (mutilin) สารเหล่านี้มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาและมีประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมการผลิตยาอย่างมาก
ในงานวิจัยที่ผ่านมาพวกเขาผลิตสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิจากเชื้อราขึ้นมาประมาณหนึ่งร้อยชนิดที่มีประโยชน์แตกต่างกันไป โอ๊คลีย์ (Oakley) หนึ่งในผู้วิจัยอธิบายว่า “ในการศึกษาครั้งนั้นพบว่าเชื้อราสร้างสารประกอบทางเคมีจำนวนมากออกมาเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตรอบๆ เพื่อปกป้องตัวเองจากสิ่งมีชีวิตอื่น เพนนิซิลินเป็นตัวอย่างสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิที่รู้จักกันดี มันเป็นสารพิษที่เชื้อรา Penicillium sp. สร้างขึ้นและมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียในบริเวณใกล้เคียงได้”
มากกว่าการรีไซเคิล
ในหลายกรณีการลดขยะพลาสติกเริ่มต้นจากการนำมาใช้ซ้ำ (reuse) หรือดัดแปลงให้เป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ (upcycle) รวมถึงการรีไซเคิล (recycle) ที่ต้องนำขยะพลาสติกมาแยกประเภทก่อนนำไปหลอมละลายและปั่นให้กลายเป็นเส้นใยเพื่อนำไปขึ้นรูปใหม่
อย่างไรก็ดี เป้าหมายระยะยาวของการวิจัยนี้คือการพัฒนากระบวนการให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้ทั้งหมด รวมถึงพลาสติกที่ย่อยยากให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่เชื้อราสามารถใช้เป็นอาหารได้โดยไม่จำเป็นต้องคัดแยกระหว่างการรีไซเคิล ทั้งยังสามารถสร้างสารที่มีประโยชน์อย่างสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิที่สามารถนำไปใช้ผลิตยาได้อีกด้วย
ทีมวิจัยเสริมว่างานวิจัยนี้เป็นหัวข้องานวิจัยภายใต้ธีมโลก พลังงานและสิ่งแวดล้อมของมหาวิทยาลัยแคนซัส ซึ่งมุ่งเน้นและเพิ่มความเข้าใจในการสร้างความยั่งยืนของชีวิตให้แก่โลกของเรารวมถึงทุกชีวิตที่อยู่อาศัยบนโลกใบนี้
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
ขอบคุณข้อมูลจาก
- Using fungi, researchers convert ocean plastic into ingredients for drug industry: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230117192946.htm
- Chris Rabot, Yuhao Chen, Swati Bijlani, Yi‐Ming Chiang, C. Elizabeth Oakley, Berl R. Oakley, Travis J. Williams, Clay C. C. Wang. Conversion of Polyethylenes into Fungal Secondary Metabolites. Angewandte Chemie International Edition, 2022; 62 (4) DOI: 1002/anie.202214609