นักวิจัยญี่ปุ่นพัฒนาวัสดุพลาสติกชนิดใหม่ที่สามารถสลายตัวในน้ำเค็มได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง โดยมีเป้าหมายเพื่อลดปัญหาขยะพลาสติกและไมโครพลาสติกในมหาสมุทร
งานวิจัยดังกล่าวมาจากทีมของศาสตราจารย์ Takuzo Aida แห่ง RIKEN และมหาวิทยาลัยโตเกียว ซึ่งศึกษาวัสดุประเภท “supramolecular polymer” มานานราว 30 ปี ก่อนนำองค์ความรู้ดังกล่าวมาต่อยอดเป็นพลาสติกที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากพลาสติกทั่วไปอย่างชัดเจน
พลาสติกที่ “แข็งแรงตอนใช้ แต่สลายเมื่อเจอน้ำทะเล”
พลาสติกทั่วไปมีโครงสร้างที่เกิดจากพันธะเคมีแข็งแรง ทำให้ทนทานและใช้เวลานานในการสลายตัว เมื่อแตกตัวจึงอาจกลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กหรือไมโครพลาสติก
แต่แนวคิดของนักวิจัยญี่ปุ่นแตกต่างออกไป พวกเขาใช้โครงสร้างที่เรียกว่า supramolecular polymer ซึ่งอาศัยแรงยึดเหนี่ยวที่สามารถย้อนกลับได้ แทนที่จะเชื่อมโมเลกุลเข้าด้วยกันอย่างถาวรเหมือนพลาสติกทั่วไป
จุดสำคัญคือการสร้าง “สะพานเกลือ” หรือ salt bridges ภายในวัสดุ ซึ่งทำหน้าที่คล้ายตัวล็อก ทำให้วัสดุมีความแข็งแรงเพียงพอสำหรับการใช้งาน
แต่เมื่อวัสดุสัมผัสกับน้ำทะเล ไอออนและเกลือในน้ำจะเข้าไปเปลี่ยนสมดุลของโครงสร้าง ทำให้สะพานเกลือเหล่านี้พังลง วัสดุจึงละลายและสลายตัว แทนที่จะค่อย ๆ แตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ
ทดลองแล้วพลาสติกหายไปในเวลาไม่กี่ชั่วโมง
นักวิจัยพบว่าวัสดุสามารถสลายตัวในสภาพน้ำเค็มได้อย่างรวดเร็ว โดยการทดลองบางส่วนพบว่าวัสดุสามารถละลายหมดภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับรูปแบบและองค์ประกอบของวัสดุ
จุดเด่นสำคัญคือวัสดุไม่ได้เพียงแตกตัวเป็นชิ้นเล็ก ๆ แต่โครงสร้างสามารถแยกกลับไปเป็นองค์ประกอบตั้งต้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดไมโครพลาสติก
พัฒนาต่อยอดจากงานวิจัยนานหลายสิบปี
เบื้องหลังนวัตกรรมนี้คือการวิจัยต่อเนื่องนานหลายสิบปี โดยศาสตราจารย์ Takuzo Aida ศึกษา supramolecular polymers มานานประมาณ 30 ปี ก่อนนำองค์ความรู้เหล่านี้มาต่อยอดสู่การพัฒนาวัสดุที่สามารถสลายตัวในน้ำทะเล
การพัฒนาวัสดุชนิดนี้จึงเป็นผลจากการสะสมองค์ความรู้ด้านเคมีและวัสดุศาสตร์มาเป็นเวลานาน ก่อนนำมาตอบโจทย์สำคัญว่า จะสร้างพลาสติกที่แข็งแรงพอสำหรับการใช้งาน แต่สามารถสลายตัวได้เมื่อหลุดออกสู่สิ่งแวดล้อมอย่างไร
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นวิจัยและพัฒนา และยังต้องพิจารณาเรื่องต้นทุน การผลิตในระดับอุตสาหกรรม และการนำไปใช้งานจริงก่อนผลิตเชิงพาณิชย์ในวงกว้าง