เส้นใยนาโนที่รวมกับเปปไทด์ กระดาษกันน้ำนวัตกรรมใหม่สามารถปฏิวัติวงการบรรจุภัณฑ์และทดแทนพลาสติกได้

ในบริบทของการค้นหาวัสดุทดแทนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมทั่วโลก, ภาควิชาเคมี, วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมเคมี “Giulio Natta” จากมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคแห่งมิลานของอิตาลี ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยอัลโตในฟินแลนด์, ศูนย์วิจัยเทคโนโลยี VTT ของฟินแลนด์ และสถาบันวิจัย CNR SCITEC ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระดาษกันน้ำที่ยั่งยืนและมีความแข็งแรงสูง วัสดุนี้ใช้เส้นใยเซลลูโลสนาโน (CNF) เป็นวัสดุพื้นฐาน และได้เพิ่มโปรตีนสายสั้น (หรือที่เรียกว่าลำดับเพปไทด์) ในลักษณะที่สร้างสรรค์ ผลงานวิจัยที่ก้าวล้ำนี้ไม่เพียงแต่ให้ทางเลือกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแทนวัสดุที่มีฐานจากน้ำมัน แต่ยังแสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้งานที่มีศักยภาพในบรรจุภัณฑ์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ด้วย

วิธีการใหม่: เส้นใยนาโนเซลลูโลสรวมกับเปปไทด์

เซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ (Cellulose Nanofibers, CNF) เป็นเส้นใยธรรมชาติที่มาจากเซลลูโลส ซึ่งได้จากแหล่งทรัพยากรที่สามารถทดแทนและย่อยสลายทางชีวภาพได้ โดยได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากความแข็งแรงและความหลากหลายในการใช้งาน งานวิจัยนี้ใช้ CNF เป็นวัสดุพื้นฐาน และมีนวัตกรรมในการเพิ่มโปรตีนสายสั้น (เช่น ลำดับเพปไทด์) โดยไม่ต้องทำการดัดแปลงทางเคมี

นักวิจัยจาก SupraBioNanoLab ของมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคมิลานได้บรรลุการปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญผ่านวิธีการซุปเปอร์โมเลกุล ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าแม้จะเพิ่มปริมาณเพปไทด์เพียงเล็กน้อย (ต่ำกว่า 0.1%) ก็สามารถเสริมความแข็งแรงทางกลและความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุได้อย่างมาก สมาชิกทีมวิจัย Elisa Marelli กล่าวว่าลำดับเพปไทด์เหล่านี้สามารถรวมตัวกับนาโนไฟเบอร์ เพื่อเสริมประสิทธิภาพโครงสร้างของวัสดุ ทำให้วัสดุเหล่านี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดียิ่งขึ้น และเป็นการบุกเบิกวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

การแนะนำอะตอมฟลูออรีนและการปรับปรุงประสิทธิภาพ

เพื่อเพิ่มคุณสมบัติการกันน้ำของวัสดุให้ดียิ่งขึ้น นักวิจัยได้แนะนำอะตอมของฟลูออรีนในลำดับเพปไทด์ การปรับปรุงนี้ได้สร้างชั้นฟิล์มกันน้ำที่มีโครงสร้าง ทำให้วัสดุมีสมบัติกันน้ำที่เหนือกว่าในขณะเดียวกันก็ยังคงคุณสมบัติที่เข้ากันได้ทางชีวภาพและความยั่งยืนได้อย่างสมบูรณ์

อีกหนึ่งสมาชิกทีมวิจัย Pierangelo Metrangolo ได้เน้นย้ำว่า ความก้าวหน้านี้ได้เปิดโอกาสใหม่ในการพัฒนาวัสดุชีวภาพที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับวัสดุที่มาจากน้ำมัน ซึ่งช่วยให้บรรลุเป้าหมายทั้งในเรื่องประสิทธิภาพสูงและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำ

บรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืนและการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์

วัสดุชีวภาพชนิดใหม่นี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพที่เทียบเคียงกับวัสดุที่ได้จากน้ำมัน แต่ยังมีผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมที่โดดเด่น คุณสมบัติกันน้ำที่ยอดเยี่ยมทำให้มันเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารที่ต้องการการป้องกันความชื้น ขณะเดียวกัน ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุนี้ยังเปิดโอกาสในการออกแบบอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่หลากหลาย เช่น อุปกรณ์ฝังตัวและระบบส่งยาที่มีศักยภาพ

ผลกระทบต่ออนาคต

การวิจัยที่มีชื่อว่า “การรวมตัวเองของนาโนเซลลูโลสและเพปไทด์สั้นสามารถเพิ่มความแข็งแรงทางกลและสมบัติการกั้น” ได้รับการเผยแพร่ในวารสาร Materials Chemistry B ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของงานในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและการพัฒนาที่ยั่งยืน ด้วยความต้องการวัสดุทดแทนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นในตลาด กระดาษกันน้ำที่ยั่งยืนประเภทนี้มีแนวโน้มที่จะถูกนำไปใช้ในหลายๆ ด้าน และกลายเป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีวัสดุสีเขียวในอนาคต

อ้างอิง:

• “Nanocellulose-short peptide self-assembly for improved mechanical strength and barrier performance” by Alessandro Marchetti, Elisa Marelli, Greta Bergamaschi, Panu Lahtinen, Arja Paananen, Markus Linder, Claudia Pigliacelli and Pierangelo Metrangolo, 19 August 2024, Journal of Materials Chemistry B.
• This Water-Resistant Paper Could Revolutionize Packaging and Replace Plastic
• การรวมตัวของนาโนไฟเบอร์และเพปไทด์ ช่วยเพิ่มสมบัติการกันน้ำของกระดาษกันน้ำ

(ภาพหลัก: สร้างโดย AI)

สำหรับการบด เรามีการปรับแต่งตามความต้องการในการประมวลผล เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

ยินดีต้อนรับที่จะติดต่อเรา เราจะมีคนที่จะตอบคำถามของคุณ

หากคุณต้องการใบเสนอราคาแบบกำหนดเองโปรดติดต่อเรา

เวลาทำการฝ่ายบริการลูกค้า : จันทร์ – ศุกร์ 09:00~18:00 น.

โทร : 07 223 1058

หากมีข้อสงสัยหรือคำถามที่ไม่ชัดเจนทางโทรศัพท์ โปรดอย่าลังเลที่จะส่งข้อความส่วนตัวถึงฉันทาง Facebook ~~

เฟซบุ๊ก HonWay: https://www.facebook.com/honwaygroup

คุณอาจสนใจ…