การผลิตเส้นใยนาโนเพื่อประยุกต์ใช้เป็นผ้าปิดแผล

การเตรียมผ้าแบบไม่ถักทอเส้นใยนาโนคอมโพสิตของพอลิแลคติคแอซิคเพื่อประยุกต์ใช้เป็นผ้าปิดแผล

เส้นใยมีหลายชนิดทั้งจากเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยสังเคราะห์ เพื่อนำมาใช้ถักทอขึ้นรูปเป็นผ้า โดยมากเป็นเส้นใยที่มีขนาดของเส้นใยในระดับไมโครเมตร ซึ่งถือว่าเป็นขนาดที่ใหญ่ ทำให้มีข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้กับงานที่เป็นด้านเฉพาะเจาะจง  เช่น งานทางด้านการแพทย์ จึงมีการพัฒนาผลิตเส้นใยให้มีขนาดเล็กลงจนถึงระดับนาโนเมตรเพื่อการใช้งานเฉพาะด้าน

เส้นใยนาโนเป็นเส้นใยที่มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร คือมีขนาดระดับ 100 นาโนเมตร หรือเล็กกว่า ทำให้มีข้อดีหลายประการ เช่น มีอัตราส่วนระหว่างพื้นผิวต่อปริมาตรสูง ทำให้มีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยากับสารตัวอื่น ๆ ได้ดีกว่าเส้นใยที่มีขนาดใหญ่ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากกว่า ขนาดของเส้นใยสามารถควบคุมคุณสมบัติเชิงกลของโครงสร้างผ้าแบบไม่ถักทอ เช่น ความแข็งแรง ความเป็นรูพรุน ขนาดของรูพรุน ตลอดจนความสามารถในการไหลผ่านของก๊าซภายในโครงสร้างของผ้าแบบไม่ถักทอ เป็นต้น

ปัจจุบันอุตสาหกรรมเส้นใยนาโนสามารถผลิตได้จากหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นวิธี melt spinning, wet spinning, melt blowing, flash spinning และ force spinning อย่างไรก็ตามวิธีเหล่านี้ ล้วนต้องใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่มีราคาแพง ต้องใช้วัตถุดิบในการผลิตต่อครั้งเป็นจำนวนมาก ทำให้ค่าใช้จ่ายในการผลิตเส้นใยนาโนด้วยวิธีดังกล่าวจึงสูงตามไปด้วย

ผศ.ดร.ทองใส จำนงการ และทีมนักวิจัย

ผศ.ดร.ทองใส จำนงการ และทีมนักวิจัยจากคณะวิทยาศาสตร์ ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา จึงได้ทำการวิจัยและพัฒนาเพื่อหาทางลดปัญหาและค่าใช้จ่ายในการผลิตเส้นใยนาโน โดยการสร้างระบบการปั่นเส้นใยด้วยกระแสไฟฟ้าสถิต (electrospinning) ซึ่งเป็นวิธีการผลิตเส้นใยนาโนที่ไม่มีความซับซ้อนของเครื่องมือเมื่อเทียบกับวิธีอื่น เพื่อใช้ผลิตเส้นใยนาโนจากพอลิเมอร์ชนิดต่าง ๆ และทำการทดสอบสมบัติทางกายภาพของเส้นใยนาโนที่ผลิตได้กับอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ เพื่อการนำไปประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ต่อไป

งานวิจัยครั้งนี้ได้ทำการเตรียมเส้นใยนาโนของพอลิแลคติกแอซิด และพอลิแลคติกแอซิดคอมโพสิตอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ความเข้มข้นต่าง ๆ ผ่านกระบวนการขึ้นรูปเส้นใยด้วยกระแสไฟฟ้าสถิต ใช้ตัวทำละลายผสมระหว่างไดเมทธิลฟอร์มาไมด์ และไดคลอโรมีเทน ซึ่งผลการทดลองพบว่า สามารถทำการขึ้นรูปโครงร่างเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอของพอลิแลคติกแอซิด และเส้นใยคอมโพสิตของพอลิแลคติกแอซิดได้ โดยมีขนาดของเส้นใยประมาณ 120 – 250 นาโนเมตร โดยไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อทำการผสมอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ลงในพอลิแลคติกแอซิด และพบว่าโครงร่างเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอที่ได้จากพอลิแลคติกแอซิดคอมโพสิตอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์มีสมบัติทางความร้อนที่ดีกว่าเส้นใยของพอลิแลคติกแอซิดอย่างเดียว แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์สามารถทำการปรับปรุงสมบัติทางความร้อนของพอลิแลคติกแอซิดให้ดียิ่งขึ้น แม้ว่าโครงร่างเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอที่เตรียมได้นี้ยังมีสมบัติเชิงกลค่อนข้างต่ำ ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการเตรียมโครงร่างเส้นใยที่มีขนาดบางเกินไป จึงสามารถรับแรงได้ค่อนข้างต่ำ นอกจากนี้พบว่าโครงร่างเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอที่เตรียมได้จากพอลิแลคติกแอซิดคอมโพสิตอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ มีสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีทั้งชนิดแกรมบวกและแกรมลบอีกด้วย แสดงให้เห็นว่าโครงร่างเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอที่ได้จากงานวิจัยนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุทางการแพทย์ เช่น เป็นวัตถุดิบในการผลิตผ้าปิดแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ขอขอบคุณที่ท่านเข้ามาอ่านบทความวิจัยนี้ และขอความกรุณาสละเวลาตอบแบบสอบถามการให้บริการข้อมูล เพื่อการปรับปรุงต่อไปด้วย จะขอบคุณยิ่ง  

คลิกที่นี่เพื่อตอบแบบสอบถาม—> https://goo.gl/forms/hcBXc1080pJmdUmF3

ผศ.ดร.ทองใส จำนงการ

ที่มาข้อมูล   :  -โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. -มหกรรมงานวิจัยแห่งชาติ 2561วันที่ 9-13 สิงหาคม 2561 โรงแรมเซ็นทาราแกรนด์ และบางกอกคอนเวนชั่นเซ็นเตอร์ เซ็นทรัลเวิลด์ กรุงเทพฯ หัวหน้าโครงการ : ผศ.ดร.ทองใส จำนงการ ภาควิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐานและพลศึกษา คณะวิทยาศาสตร์ ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา เรียบเรียง/สื่อเผยแพร่ :   วันเพ็ญ นภาทิวาอำนวย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th