ปัจจุบันโลกของเราเต็มไปด้วยถุงหรือบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นแบบ ‘ใช้ครั้งเดียวทิ้ง’ และผลิตจากวัสดุพลาสติกที่มาจากแหล่งที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้เช่น น้ำมันดิบ ซึ่งใช้เวลาหลายร้อยปีในการย่อยสลายในสิ่งแวดล้อม
ยิ่งไปกว่านั้น พลาสติกเพียงไม่ถึงร้อยละ 10 ของทั้งหมดที่ถูกนำไปรีไซเคิลเท่านั้น จึงส่งผลให้เกิดกองขยะพลาสติกล่องลอยอยู่ในมหาสมุทรกลายเป็น แพขยะในมหาสมุทร แปซิฟิก (Great Pacific Garbage Patch) ที่คาดว่ามีมากกว่า 1.8 ล้านล้านชิ้น
แต่ที่น่ากังวลก็คือ ไมโครพลาสติกและนาโนพลาสติกที่ปนเปื้อนในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนมหาศาล งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากพบว่าอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้เดินไปได้ในทั่วทุกที่รวมถึงในเซลล์ของมนุษย์ และเชื่อว่าอาจเกี่ยวข้องกับผลกระทบทางสุขภาพระยะยาว
ดังนั้นทีมนักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่มจึงพยายามเร่งคิดค้นวัสดุทางเลือกอื่น ๆ ที่สามารถย่อยสลายในสิ่งแวดล้อมได้อย่างแท้จริง เพื่อหวังลดปัญหาวิกฤตขยะพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้ง
เซลลูโลสกลายเป็นโมเลกุลที่ทุกคนจับตามองในการสร้างพลาสติกแบบย่อยสลายได้ มันเป็นสารอินทรีย์ที่พบมากที่สุดในโลก และส่วนใหญ่อยู่ในผนังของเซลล์พืช
มนุษย์ใช้เซลลูโลสในการผลิตภัณฑ์มานานมาแล้วนั่นคือ “ฝ้าย” ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ผลิตเสื้อผ้าส่วนใหญ่ของโลก ในงานวิจัยก่อนหน้านี้ ดร.ศรีนิวาส จานาสวามี นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยรัฐเซาท์ดาโคตา ได้สกัดเซลลูโลสจากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น เปลือกอะโวคาโด เปลือกถั่วเหลือง หญ้าอัลฟัลฟา หญ้าสวิตช์กราส กากกาแฟที่ใช้แล้ว ซังข้าวโพด และเปลือกกล้วย เขาใช้เซลลูโลสที่สกัดได้เพื่อพัฒนาฟิล์ม ที่ใช้สำหรับทดแทนพลาสติก
อย่างไรก็ตามฟิล์มแต่ละชนิดก็มีคุณสมบัติแตกต่างกันไป และดูเหมือนว่ายังขาดอะไรบางอย่างไปอยู่ เขาจึงมองหาวัสดุใหม่ ๆ เมื่อไม่นานมานี้ ทาง จานาสวามี ได้นำเสนอหัวข้อ “ชีวมวลเกษตร—จอกศักดิ์สิทธิ์เพื่อขจัดปัญหาขยะพลาสติก” ในงานของมหาวิทยาลัย
เขาได้รับการติดต่อจาก แอนน์ เฟนเนลล์ (Anne Fennell) ศาสตราจารย์เกียรติคุณประจำภาควิชาพืชไร่ พืชสวน และวิทยาศาสตร์พืช ซึ่งในฐานะนักกวิจัยชั้นนำด้านการศึกษาเถาองุ่น เธอทราบเป็นอย่างดีว่าเถาองุ่นนั้นอุดมไปด้วยเซลลูโลส ถึงอย่างนั้นมันก็ไม่มีใครต้องการและถูกทิ้งขว้างอย่างเปล่าประโยชน์เป็นจำนวนมาก
“ทุกปี เราจะตัดชีวมวลรายปีส่วนใหญ่ออกจากเถาองุ่น” แอนน์เฟนเนลล์ บอก แม้จะมีบางส่วนที่ถูกนำไปทำเป็นปุ๋ยหมักแล้วโรยหน้าดินใหม่ แต่ส่วนใหญ่ก็ถูกทิ้งอยู่เฉย ๆ
“ฉันคิดว่าทำไมไม่ใช่วัสดุนี้ทำฟิล์มเพิ่มมูลค่า วัสดุหลายชนิดที่ จานาสวามี เคยใช้นั้นต้องการปริมาณน้ำสูง ในทางตรงกันข้าม การตัดเถาองุ่นในฤดูหนาว จะให้วัสดุที่มีเซลลูโลสหนาแน่น และใช้ปริมาณน้ำต่ำ ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งในการทำงาน”
ไม่ช้าทั้งคู่ก็ร่วมมือกัน พวกเขาสามารถสกัดเซลลูโลสได้ มันมีลักษณะคล้ายฝ้าย และฟิล์มที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก ขั้นตอนคร่าว ๆ ก็คือ พวกเขาตัดเถาองุ่นจากไร่ของมหาวิทยาลัย นำมันไปตากแห้งและบดก่อนสกัดเซลลูโลสออกมา จากนั้นกากที่เหลือไปละลายและเทลงบนแผ่นแก้วเพื่อสร้างฟิล์ม
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าแผ่นฟิล์มเหล่านี้ มีความแข็งแรงทนทานต่อแรงดึงมากกว่าถุงพลาสติกทั่วไป นอกจากนี้มันยังสลายตัวได้อย่างสมบูรณ์ภายใน 17 วันจากทดสอบการย่อยสลายในดินโดยไม่ทิ้งสารตกค้างที่เป็นอันตราย
“ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่มีค่าการส่องผ่านสูงนี้ช่วยเพิ่มการมองเห็นผลิตภัณฑ์ ทำให้ผลิตภัณฑ์ดูน่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับผู้บริโภค และช่วยให้ตรวจสอบคุณภาพได้ง่ายโดยไม่ต้องเปิดผนึก” จานาสวามี บอก “ฟิล์มเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่โดดเด่นสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหาร”
ทีมวิจัยเชื่อว่า การพัฒนาฟิล์มที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจากเซลลูโลสขององุ่นเป็นแนวทางปฏิบัติสู่ความยั่งยืน ช่วยเหลือสิ่งแวดล้อม อนุรักษ์ทรัพยากร และสนับสนุนเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน
“การใช้เถาองุ่นที่ยังไม่ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่เป็นแหล่งเซลลูโลสสำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการขยะในพื้นที่ และแก้ไขปัญหามลพิษจากพลาสติกทั่วโลก” จานาสวามี กล่าว
“การพัฒนาฟิล์มที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจากเซลลูโลสขององุ่นเป็นแนวทางที่ปฏิบัติได้จริงเพื่อความยั่งยืน ช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ และส่งเสริมเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา