นับถอยหลังจากฤดูฝนสู่ฤดูฝุ่น วิกฤตฝุ่นคลุมเมือง PM 2.5 นับเป็นอีกปัญหาที่สังคมไทยต้องเผชิญทุกปี รวมถึงเชื้อแบคทีเรียต่าง ๆ ที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย หากสะสมอาจทำให้เกิดโรคระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะภูมิแพ้ซึ่งส่งผลกระทบต่อการใช้ชีวิตประจำวัน นักวิจัยมหาวิทยาลัยขอนแก่น จึงได้คิดค้นสูตรสารเคลือบแผ่นกรองอากาศเพื่อลดการสะสมของเชื้อแบคทีเรียเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้
Brighter Future with KKU Research วันนี้จะพาทุกคนไปเจาะลึกกับงานวิจัยนี้พัฒนาสูตรสารเคลือบแผ่นกรองอากาศเพื่อลดการสะสมของเชื้อแบคทีเรียจากกากชาเขียว นำโดย ผศ.ดร.วิรัตน์ เจริญบุญ อาจารย์สาขาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น และมี รศ.ดร.พรนภา เกษมศิริ อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ผศ.ดร.สุปราณี พันธุ์ธนวิบูลย์ อาจารย์ประจำภาควิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น น.ส.ณัฏฐ์นรี ศรีเชียงสา และนายสุธีพร คิดถาง นักศึกษาคณะวิทยาศาสตร์ มหาวทิยาลัยขอนแก่น เป็นทีมวิจัยร่วมด้วย
ผศ.ดร.วิรัตน์ กล่าวถึงจุดเริ่มต้นของงานวิจัยเมื่อปี 2565 หลังจากได้รับทุนสนับสนุนจากฝ่ายนวัตกรรมและวิสาหกิจ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จึงได้ดำเนินการวิจัยต่อยอดจากการศึกษาและพัฒนาหน้ากากอนามัยในช่วงที่มีการแพร่ระบาดของ COVID-19 โดยการนำกากชาเขียวที่เหลือทิ้งนำมาสกัดด้วยน้ำ เพื่อให้ได้สาร 2 ชนิด คือ ฟีนอลิก และแทนนิน ซึ่งมีคุณสมบัติยับยั้งแบคทีเรีย มาผสมกับโพลิเมอร์ชนิด PVA ด้วยการละลายในน้ำ นับเป็นวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
จากนั้นทีมวิจัยได้นำสารดังกล่าวมาพ่นเคลือบหน้ากากอนามัยชั้นกลาง หรือ แผ่นกรองอากาศด้วยเครื่องอิเล็กโตรสปินนิง (electrospinning) ซึ่งสามารถสร้างเส้นใยระดับนาโนเมตรได้และช่วยให้กรองฝุ่นขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลังจากศึกษา ค้นคว้า และทดลองมานานถึง 1 ปี พบว่า หน้ากากอนามัยที่ถูกเคลือบด้วยสารที่พัฒนาขึ้นนั้นมีประสิทธิภาพในการยับยั้งแบคทีเรียชนิดแกรมบวกที่ฆ่าได้ยาก อย่างเชื้อสแตฟิโลค๊อกคัส ออเรียส (Staphylococcus aureus) ได้ถึง 24.4% เมื่อเวลาผ่านไป 60 นาที ขณะที่มีประสิทธิภาพในการกรองอนุภาพฝุ่นขนาด 0.1 ไมครอนได้ถึง 99.5% และกรองแบคทีเรียขนาด 2.7 ไมครอนได้สูงถึง 99.9%
“ปกติเมื่อสวมใส่หน้ากากอนามัยจะทำให้เกิดแบคทีเรียซึ่งจะสร้างไบโอฟิล์มหรือแผ่นคราบแบคทีเรียขนาดบางที่เกาะติดอยู่บนพื้นผิวจนทำให้ประสิทธิภาพการกรองฝุ่นของหน้ากากอนามัยหรือแผ่นกรองอากาศลดลงและยังลดประสิทธิภาพการไหลผ่านของอากาศและยังเสี่ยงต่อการติดเชื้อ แต่เมื่อมีการพ่น สูตรสารเคลือบแผ่นกรองอากาศเพื่อลดการสะสมของเชื้อแบคทีเรียจากกากชาเขียวนี้ปัญหาดังกล่าวจะหมดไป ทั้งยังสามารถกรองฝุ่นที่เล็กกว่า PM 2.5 ได้ และช่วยเรื่อง Zero Waste จากขยะเหลือทิ้งกากชาเขียวมาเพิ่มมูลค่าได้อีกด้วย”
ทั้งนี้ สูตรสารเคลือบแผ่นกรองอากาศเพื่อลดการสะสมของเชื้อแบคทีเรียจากกากชาเขียวสำหรับหน้ากากอนามัยถูกยื่นจดอนุสิทธิบัตรแล้ว และมีการผลิตหน้ากากต้นแบบ KF94 3D ออกมา 10,000 ชุด เพื่อมอบให้ฝ่ายนวัตกรรมและวิสาหกิจ มหาวิทยาลัยขอนแก่นไปแล้ว ขณะเดียวกันการทดลองในแผ่นกรองอากาศเพื่อใช้กับไส้กรองของเครื่องฟอกและเครื่องปรับอากาศก็กำลังเข้าสู่ขั้นตอนสุดท้ายแล้ว และคาดว่าจะสามารถยื่นจดอนุสิทธิบัตรในเร็ว ๆ นี้ ซึ่งหากผลิตออกมาแล้วจะช่วยยืดอายุการใช้งานของไส้กรองอากาศจาก 6 เดือน เป็น 1 ปี หวังช่วยลดภาระค่าใช้จ่ายสำหรับประชาชนที่ใช้เครื่องฟอกอากาศในอนาคตต่อไปได้
สำหรับผู้ประกอบการที่สนใจนวัตกรรมสูตรเคลือบแผ่นครองอากาศเพื่อลดการสะสมของแบคทีเรียจากชาเขียวเพื่อนำไปต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ในอนาคตสามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ผศ.ดร.วิรัตน์ เจริญบุญ หรือ สาขาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ติดต่อ : Faculty of Science , Khon Kaen University – SCi KKU หรือ ศูนย์ทรัพย์สินทางปัญญา
