คลังเก็บหมวดหมู่: อำนาจ เนียมรัตน์

ผู้เชี่ยวชาญเตือน! ‘การล็อคอินโทรศัพท์ด้วยลายนิ้วมือ’ อาจไม่ปลอดภัยอย่างที่คิด

บริษัทใหญ่ๆ เช่น Apple และ Samsung พัฒนาเทคโนโลยีให้ผู้เปิดเครื่อง และ log in ได้ด้วยลายนิ้วมือ ซึ่งมีความเป็นเอกลักษณ์เฉพาะบุคคลสูง

ผู้ใช้จำนวนมากเชื่อว่า วิธีปลดล็อคของเครื่องด้วยลายนิ้วมือเป็นแนวทางที่ปลอดภัยจากการถูกลักลอบเข้าไปขโมยข้อมูลโดยนักเจาะล้วงระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจำนวนมากใช้วิธีเจาะรหัสผ่านเข้าสู่อุปกรณ์ของเหยื่อเป็นหลัก

อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าการใช้อัตลักษณ์ทางกายภาพ เช่นลายนิ้วมือ หรือม่านตา ซึ่งต่างถูกเรียกว่าเป็น biometrics ไม่ได้ปลอดภัยอย่างที่หลายคนคิด

ที่เป็นเช่นนั้นก็เพราะว่า อัตลักษณ์ทางกายภาพเหล่านี้สามารถถูกลอกเลียนแบบได้เช่นกัน

ตัวอย่างเช่น Anil Jain อาจารย์สอนวิชาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนเคยได้รับการขอร้องจากตำรวจให้ปลดล็อคโทรศัพท์สมาร์ทโฟนของผู้เสียชีวิตคนหนึ่งที่เจ้าหน้าที่ต้องการดูข้อมูลภายในเครื่อง

เขาและผู้ช่วยใช้ลายนิ้วมือของผู้เสียชีวิตคนดังกล่าวที่อยู่ในแฟ้มข้อมูล มาสร้างลายบนผิวหนังเทียม และสามารถใช้วิธีนี้เปิดโทรศัพท์เครื่องดังกล่าวได้ทันที

นอกจากนั้น วิธีสร้างโครงหน้าของบุคคลหรือดวงตา เลียนแบบด้วยเทคโนโลยีพรินท์เตอร์สามมิติ ก็เปิดประตูสำหรับการนำไปใช้ปลดล็อคข้อมูลลับได้เช่นกัน

ผู้เชี่ยวชาญเตือนด้วยว่า ข้อมูลลายนิ้วมือของบุคคลอาจไม่ได้ถูกเก็บอย่างเฉพาะที่เครื่องโทรศัพท์ เพราะนายจ้างบางราย เช่น หน่วยงานของรัฐบาลสหรัฐฯ เก็บลายนิ้วมือของเจ้าหน้าที่รัฐไว้ด้วย และระบบข้อมูลของรัฐก็เคยถูกเจาะล้วงมาแล้วเมื่อปีที่แล้ว

ผู้สันทัดกรณีจึงแนะนำให้ตั้งรหัสผ่านที่เดายากควบคู่ไปกับการใช้ลายนิ้วมือเปิดเครื่อง

อย่างไรก็ตาม มีความเสี่ยงที่อาจจะเกิดขึ้นได้ กล่าวคือเมื่อเจ้าของโทรศัพท์ตกเป็นผู้ต้องหา90D8B565-1034-4120-AE34-399B64673D82_cx0_cy8_cw91_w987_r1_s_r1 และตำรวจต้องการดึงข้อมูลจากโทรศัพท์สมาร์ทโฟน กฎหมายสหรัฐฯ ที่ปกป้องคนเหล่านี้จากการให้ข้อมูลที่ส่งผลร้ายต่อตน เช่นรหัสผ่านโทรศัพท์ อาจยังคงไม่ได้ปกป้องผู้ใช้เครื่อง หากศาลสั่งให้มีการใช้ลายนิ้วมือปลดล็อคสมาร์ทโฟน

อ้างอิง

http://www.voathai.com/a/fingerprint-proof-ro/3609694.html

https://www.facebook.com/rmutphysics/posts/1378597758871706

วัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ที่มีสมบัติการติดไฟต่ำ

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยไม้เฟราน์โฮเฟอร์ (Fraunhofer Institute for Wood Research) และพันธมิตรได้พัฒนาวัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ (Wood-Polymer Composite, WPC) สำหรับใช้ทำเฟอร์นิเจอร์ภายในห้องน้ำ ห้องครัว และภายนอกอาคาร เพราะมีสมบัติต้านทานความชื้นและการติดไฟต่ำ แทนการใช้ไม้ธรรมชาติที่ผุพังและสีซีดง่าย

ไม้เป็นวัสดุที่นิยมนำมาใช้ตกแต่งภายใน แต่มีข้อจำกัดหลายด้าน ได้แก่ ดูดซึมน้ำ มีสีซีด และผุพังง่ายจึงไม่สามารถนำมาใช้ในห้องน้ำได้ ดร.อาร์เนอ เชียร์พ (Dr. Arne Schirp) จึงได้พัฒนาวัสดุเชิงประกอบของไม้-โพลิเมอร์สำหรับใช้ทำเฟอร์นิเจอร์ โดยทำให้มีสมบัติต้านทานการดูดซึมน้ำ และการติดไฟต่ำ

วัสดุเชิงประกอบของไม้-โพลิเมอร์กำลังได้รับความนิยมนำมาทำเฟอร์นิเจอร์สนาม และการใช้งานอื่นๆ กลางแจ้ง เช่น พื้นระเบียง แผ่นกันสาด และแผงรั้ว วัสดุชนิดนี้มีผงไม้ร้อยละ 60 และมีเทอร์โมพลาสติก (เช่น โพลิโพรพิลีน หรือ โพลิเอทิลีน) ร้อยละ 40 เป็นองค์ประกอบ ซึ่งทั้งไม้และพลาสติกสามารถใช้วัสดุรีไซเคิลได้ แหล่งของไม้อาจได้จากเส้นใยของต้นปอ ฝ้าย แกลบ และเมล็ดทานตะวัน

การทดสอบการลุกไหม้

การเลือกสารเติมแต่งที่ใช้ในวัสดุเชิงประกอบของไม้-โพลิเมอร์ให้เหมาะสมก็จะช่วยในเรื่องสมบัติการหน่วงไฟ ดร.เชียร์พและทีมเริ่มพัฒนาสูตรจากห้องปฏิบัติการก่อน โดยใช้สารหน่วงการติดไฟชนิดปราศจากฮาโลเจน (halogen-free fire retardant) ที่มีขายอยู่แล้วมาเติมในสารผสมของไม้-โพลิเมอร์ขณะหลอมละลาย

การทดสอบการลุกไหม้ของวัสดุจะต้องหาปริมาณของออกซิเจน (%) ที่ต่ำสุดที่ทำให้วัสดุเกิดการลุกไหม้อย่างต่อเนื่องภายใต้อัตราส่วนของออกซิเจนและไนโตรเจนต่างๆ กัน (Limiting Oxygen Index, LOI) กล่าวคือ ในบรรยากาศปกติจะมีออกซิเจนร้อยละ 21 ถ้าค่า LOI ของวัสดุต่ำกว่า 21 จะติดไฟได้ง่าย ถ้า LOI สูงกว่า 21 จัดเป็นวัสดุที่ติดไฟได้ยาก และถ้า LOI มีค่า 100 แสดงว่าเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟ

เชียร์พ และทีม ได้ใช้สารหน่วงไฟที่เป็นองค์ประกอบของฟอสฟอรัสแดงและแกรไฟต์ขยาย (expanded graphite) ทำให้วัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมีค่า LOI สูงขึ้นถึงร้อยละ 38 ขณะที่แผ่นชิ้นไม้อัดมาตรฐาน (standard wood particle board) มีค่า LOI ร้อยละ 27 และวัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ที่ไม่มีการเติมสารหน่วงไฟมีค่า LOI ร้อยละ 19 นอกจากนี้ยังทดสอบด้วยวิธี single-flame source test โดยใช้ตะเกียงบุนเซนเผาตัวอย่างนานถึง 300 วินาที พบว่า วัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ที่ใช้สารหน่วงไฟไม่เกิดการลุกไหม้ แต่ขณะที่อีก 2 ตัวอย่างติดไฟและลุกไหม้อย่างต่อเนื่อง

ลักษณะอื่นๆ ของวัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ชนิดใหม่นี้คือ ดูดซึมน้ำได้น้อย จึงเหมาะที่จะนำไปใช้ในห้องน้ำและห้องครัว ได้มีการทดสอบต้มวัสดุนี้ในน้ำเดือดนานถึง 5 ชั่วโมง วัสดุก็ยังไม่เกิดความเสียหาย ในขณะที่วัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์แบบเดิมให้ผลตรงกันข้าม อย่างไรก็ดี ข้อจำกัดเพียงหนึ่งเดียวก็คือ ไม่สามารถรับน้ำหนักมากๆ อย่างต่อเนื่องได้ แต่ก็สามารถเพิ่มสมบัติความคงทนการดัดโค้ง (bending strength) ให้เหนือกว่าแผ่นไม้อัดแบบเดิม

กระบวนการผลิต

วัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์สามารถผลิตได้หลายวิธี แต่วิธีที่ใช้ทั่วไปคือ การฉีดเข้าแบบ (injection molding) และการอัดรีด (extrusion) วิธีนี้จะทำให้องค์ประกอบทุกอย่าง ได้แก่ เส้นใยไม้ เทอร์โมพลาสติก และสารเติมแต่ง หลอมรวมกันในสภาวะความดันและอุณหภูมิสูง จากนั้นอัดให้เป็นรูปร่างแบบต่อเนื่อง ทีมวิจัยสนใจเทคโนโลยีการอัดเพราะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการผลิตเป็นแผ่นสำหรับใช้ทำเฟอร์นิเจอร์

แผ่นวัสดุที่ผลิตได้มีลักษณะภายนอกเหมือนไม้ อีกทั้งสามารถติดกาว หรือยึดสกรูเพื่อทำเฟอร์นิเจอร์ได้ ดังนั้นวัสดุเชิงประกอบไม้-โพลิเมอร์ที่พัฒนาขึ้นมานี้จึงเหมาะที่จะใช้ในงานตกแต่งแบบที่ไม่ต้องรับน้ำหนักมาก หรือการใช้เป็นกันสาดอาคาร ทำบูธแสดงผลงาน ชิ้นส่วนงเฟอร์นิเจอร์สำหรับตกแต่งบ้านและเรือ เป็นต้น

https://www.facebook.com/rmutphysics/posts/1381842801880535

อ้างอิง : https://www.mtec.or.th/academic-services/mtec-science-technology-news/6800-compositeWPC-Platten gefertig im Fraunhofer WPC

‘บุหรี่ไฟ้ฟ้า’ ! กับอันตรายที่ไม่แพ้บุหรี่ธรรมดา

C3C12986-5F6D-4741-BA0C-61E0A2FDC649_w987_r1_s เจ้าหน้าที่ด้านสาธารณสุขสหรัฐฯ Vivek Murphy เตือนถึงอันตรายของการสูบบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์เมื่อเร็วๆ นี้ว่า บุหรี่ไฟฟ้านอกจากจะให้สารนิโคตินเเก่ผู้สูบเเล้ว ยังปล่อยควันที่มีสารพิษออกมาหลายชนิดด้วย ไม่ว่าจะเป็นสารตะกั่ว สารนิกเกิล และสารไดอะเซทิล

เเม้ว่าผู้ผลิตจะอ้างว่าบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ไร้ควันก็ตาม

Surgeon General แห่งสหรัฐฯ ซึ่งทำหน้าที่คล้ายอธิบดีกรมอนามัย กล่าวว่า ชาวอเมริกันจำเป็นต้องเข้าใจว่า บุหรี่อิเล็กทรอนิกส์มีอันตรายต่อเด็กวัยรุ่นและคนในวัยผู้ใหญ่ตอนต้น เช่นเดียวกับผลเสียที่มาจากการสูบบุหรี่หรือผลิตภัณฑ์ยาสูบชนิดอื่นๆ

บุหรี่อิเล็กทรอนิกส์เป็นนวัตกรรมใหม่ที่บริษัทยาสูบคิดค้นขึ้นมาขายแก่นักสูบบุหรี่ โดยอ้างว่าไม่มีผลเสียต่อสุขภาพ มีลักษณะเป็นแท่งคล้ายบุหรี่แต่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ปลายหนึ่งเป็นช่องเหมือนไปป์สำหรับดูด อีกปลายเป็นหัวมีหลอดไฟให้แสงสีแดงหรือสีเขียวแล้วแต่ยี่ห้อ

ตรงกลางตัวเครื่องทำความร้อนให้สารนิโคตินเหลวกลายเป็นไอระเหย หลอดน้ำยาเมื่อหมดสามารถซื้อมาเติมใหม่ได้ การสูบบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ทำให้ได้สารนิโคตินเข้าสู่ร่างกาย โดยมีการกล่าวอ้างว่า เนื่องจากไม่มีเขม่าควัน ไม่มีกลิ่น ไม่มีสารก่อมะเร็ง จึงเป็นบุหรี่ที่สูบแล้วไม่มีผลเสียต่อสุขภาพ

สำนักงานอาหารและยาแห่งสหรัฐฯ ได้สั่งห้ามขายอุปกรณ์สูบบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ให้เเก่เด็กวัยรุ่นที่อายุต่ำกว่า 18 ปีตั้งเเต่ต้นปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคติดต่อเเห่งสหรัฐฯ เปิดเผยว่า ผู้ผลิตบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ขายบุหรี่ชนิดนี้เเก่เด็กวัยรุ่นโดยมีการคิดค้นกลิ่นและรสที่ดึงดูดใจ และใช้ยุทธวิธีทางการตลาดเน้นว่าเป็นของทันสมัย จนได้รับความนิยมอย่างมากในกลุ่มวัยรุ่น

A customer puffs on an e-cigarette at the Henley Vaporium in New York City December 18, 2013. At the Henley Vaporium, one of a growing number of e-cigarette lounges sprouting up in New York and other U.S. cities, patrons can indulge in their choice of mor

A customer puffs on an e-cigarette at the Henley Vaporium in New York City December 18, 2013. At the Henley Vaporium, one of a growing number of e-cigarette lounges sprouting up in New York and other U.S. cities, patrons can indulge in their choice of mor

Surgeon General แห่งสหรัฐฯ Vivek Murphy ชี้ว่า การใช้ผลิตภัณฑ์ที่ให้สารนิโคตินรวมถึงบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ล้วนเป็นอันตรายต่อวัยรุ่น หญิงตั้งครรภ์และทารกในครรภ์ เขากล่าวว่าคนยังสับสนในเรื่องประเด็นความปลอดภัยของบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์กันอยู่

Vivek Murphy ชี้ว่าบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์มีคนใช้น้อยมากในปี ค.ศ. 2010 แต่มาในปัจจุบันมีคนใช้กันอย่างเเพร่หลาย โดยเฉพาะในกลุ่มวัยรุ่นในสหรัฐฯ เขากล่าวว่าบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์คุกคามต่อความคืบหน้าที่ได้มาอย่างยากเย็นเเสนเข็ญ จากความพยายามลดการสูบบุหรี่ที่ต่อสู้กันมานานถึง 50 ปี

ทางการสหรัฐฯ ออกรายงานเมื่อปี ค.ศ. 2015 ว่านักเรียนระดับมัธยมปลายในอเมริกาอย่างน้อย 1 ใน 6 คนได้สูบบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ในช่่วงหนึ่งเดือนก่อนการสำรวจ

รายงานชิ้นดังกล่าวของทางการสหรัฐฯ พบว่า ในขณะที่สารนิโคตินเป็นสารเสพติดที่เลิกยากสำหรับคนทุกระดับอายุ เด็กวัยรุ่นเเละคนวัยผู้ใหญ่ตอนต้นเป็นกลุ่มที่เสี่ยงสูงมากต่อผลเสียในระยะยาวจากสารนิโคตินที่มีต่อสมอง

จึงสรุปว่าการเสพสารนิโคตินในกลุ่มวัยรุ่นในทุกรูปแบบเป็นล้วนอันตรายทั้งสิ้น

ด้านสมาคมเเพทย์เด็กอเมริกันสะท้อนความคิดเห็นเดียวกันนี้ โดยด็อกเตอร์ Benard Dreyer ประธานสมาคม กล่าวในงานเเถลงข่าวว่าเมื่อเร็วๆ นี้ว่า สารนิโคตินเป็นสารเสพติดที่เลิกยากมาก และมีอันตรายต่อสมองและระบบประสาท เขากล่าวว่าเป็นไปได้ว่าบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์จะทำให้คนรุ่นต่อไปติดสารนิโคติน และจะเป็นปัญหาสุขภาพสำคัญ

https://www.facebook.com/rmutphysics/posts/1350530471678435

พอลิเมอร์ไฮบริดชนิดใหม่สร้างกล้ามเนื้อเทียมและวัสดุซ่อมแซมตัวเองได้อย่างสมบูรณ์

พอลิเมอร์ไฮบริดชนิดใหม่สร้างกล้ามเนื้อเทียมและวัสดุซ่อมแซมตัวเองได้อย่างสมบูรณ์

เจาะลึกถึงโครงสร้างพอลิเมอร์ไฮบริดของ Stupp

160128154827_1_540x360

แม้ว่าศตวรรษนี้เป็นศตวรรษแห่งความก้าวหน้าของพลาสติกก็ตาม แต่พลาสติกหรือพอลิเมอร์ที่ใช้กันในปัจจุบันโดยมากนั้นยังคงมีโครงสร้างและสมบัติพื้นฐานทั่วไปคล้ายกัน ต่างจากพอลิเมอร์ในงานวิจัยที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้ที่มีความใหม่ทั้งด้านโครงสร้างและสมบัติการใช้งานที่น่าสนใจ

พอลิเมอร์ชนิดใหม่นี้เป็นผลงานของทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น (Northwestern University) ภายใต้การดูแลของ Samuel Stupp ซึ่งดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการ Northwestern’s Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology และเป็นผู้นำด้านวิทยาศาสตร์นาโนและการประกอบตัวเองของซุปราโมเลกุล (supramolecular self-assembly) โดยอาศัยกลยุทธ์ทางชีววิทยาเพื่อสร้างโครงสร้างตามหน้าที่ที่ต้องการ

ในงานวิจัยนี้ เขาและทีมได้พัฒนาพอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่เรียกว่า ‘พอลิเมอร์ไฮบริด’ ขึ้นจากการรวมพอลิเมอร์ที่มีลักษณะแข็งและนิ่มเอาไว้ด้วยกันคล้ายกับแขนหรือขาที่มีทั้งส่วนที่เป็นกระดูกและกล้ามเนื้อ ทีมกล่าวว่า ผลงานวิจัยชิ้นนี้เป็นการค้นพบเชิงวิศวกรรมนาโนของพอลิเมอร์ที่จะเปิดประตูไปสู่การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่ใช้เป็นวัสดุที่ซ่อมแซมตัวเองได้จนถึงใช้ทำกล้ามเนื้อเทียมเลยทีเดียว

ปัจจุบันมีพอลิเมอร์หลายชนิดที่มีสมบัติซับซ้อนและเข้าใจยากเนื่องมาจากสมบัติเหล่านั้นขึ้นกับหลายปัจจัย และหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญมากที่สุดก็คือ “โครงสร้างระดับนาโนของพอลิเมอร์”

“โครงสร้างระดับนาโนของพอลิเมอร์” ที่กล่าวถึงไม่ได้หมายถึงเพียงกรรมวิธีที่นำโมเลกุลมาต่อกันเป็นโซ่ยาวเท่านั้น แต่หมายรวมถึงโครงสร้างทางกายภาพ (physical architecture) ของโมเลกุลเหล่านั้นอีกด้วย เช่นเดียวกับในพอลิเมอร์ไฮบริดของ Stupp ที่มีโครงสร้างระดับนาโนลักษณะพิเศษที่สร้างขึ้นด้วยการนำมอนอเมอร์ของพอลิเมอร์สองชนิดที่แตกต่างกันมากมารวมให้เป็นหนึ่งเดียวกันโดยมีโครงสร้างพิเศษที่พอลิเมอร์ส่วนแรกทเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ล้อมรอบด้วยพอลิเมอร์ส่วนที่สองที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์

ดังที่กล่าวมาแล้วว่าพอลิเมอร์ไฮบริดนั้นประกอบไปด้วยสองส่วน โดยแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะที่ต่างกันซึ่งมีผลต่อลักษณะทางกายภาพของพอลิเมอร์ที่ต่างกันด้วย

ในงานวิจัยนี้ทีมเลือกพอลิเมอร์ส่วนแรกเป็นพอลิเมอร์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (covalent bonds) ที่มีความแข็งแรงสูงมาทำเป็นแกนด้านในและทำเป็นแขนยื่นออกมาคล้ายดาวที่เป็นอาวุธของนินจา (ดังภาพ) ด้วยพันธะที่แข็งแรงของโควาเลนต์ทำให้โครงสร้างในส่วนนี้มีลักษณะที่แข็งคล้ายกับกระดูก ตรงข้ามกับพอลิเมอร์ในส่วนที่สองที่มีลักษณะที่อ่อนนิ่ม เนื่องจากเป็นพอลิเมอร์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์ (non-covalent bonds) ซึ่งมีแรงดึงดูดที่อ่อนกว่าพันธะโควาเลนต์ เรียกพอลิเมอร์ส่วนนี้ว่าเป็น “พอลิเมอร์ซุปราโมเลกุล (supramolecular polymer)” พอลิเมอร์ชนิดนี้สามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้อย่างรวดเร็ว สามารถถูกส่งไปยังสิ่งแวดล้อมได้และสร้างขึ้นใหม่ได้ง่ายในตำแหน่งเดิม

จากภาพจะเห็นว่า พอลิเมอร์ซุปราโมเลกุลถูกจัดเรียงไว้ระหว่างแขนที่ทำจากพอลิเมอร์ในส่วนแรก Stupp กล่าวว่า พอลิเมอร์ซุปราโมเลกุลเป็นส่วนที่ถูกสร้างและกระตุ้นให้มีหน้าที่ต่างๆที่พบได้ในสิ่งมีชีวิต มันจึงเป็นส่วนที่มีบทบาทสำคัญและมีประโยชน์ต่อการนำไปประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายได้นั่นเอง

นอกจากนี้ เพื่อทำความเข้าใจเคมีที่สำคัญของพอลิเมอร์ไฮบริดให้มากขึ้น ทีมยังร่วมมือกับ George C. Schatz นักทฤษฏีที่มีชื่อเสียงก้องโลกและ Charles E. and Emma H. Morrison ศาสตราจารย์สาขาเคมีของ Northwestern ใช้การจำลองทางคอมพิวเตอร์ของ Schatz วิเคราะห์ทดสอบจนพบว่าพอลิเมอร์ทั้งสองชนิดนั้นรวมกันได้ดีด้วยพันธะไฮโดรเจน

Andy Lovinger ผู้อำนวยการโปรแกรมวิทยาศาสตร์วัสดุจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (National Science Foundation) ซึ่งเป็นผู้ให้ทุนวิจัยกล่าวเพิ่มเติมว่า พวกเรายังอยู่ในระยะเริ่มต้นของกระบวนการ แต่ต่อไปเส้นทางงานวิจัยนี้อาจทำให้เกิดวัสดุที่มีสมบัติเป็นเอกลักษณ์ เป็นต้นว่า “มีความสามารถพิเศษถอดและประกอบตัวเองได้” ซึ่งเป็นประโยชน์ในการนำไปใช้งานต่อไปในอนาคต

อ้างอิง  https://www.mtec.or.th/academic-services/mtec-science-technology-news/6923-

https://web.facebook.com/rmutphysics/posts/1318884731509676

พลาสติกชีวภาพคาร์บอนต่ำ : นักวิทยาศาสตร์สแตนฟอร์ดค้นพบวิธีการผลิตพลาสติกวิธีใหม่จากคาร์บอนไดออกไซด์

นักวิทยาศาสตร์สแตนฟอร์ดค้นพบวิธีการผลิตพลาสติกวิธีใหม่จากคาร์บอนไดออกไซด์และพืชที่รับประทานไม่ได้ อาทิเช่น ของเสียจากเกษตรกรรมและพืชจำพวกหญ้า นักวิจัยกล่าวว่าเทคโนโลยีใหม่สามารถนำมาใช้เป็นเทคโนโลยีทางเลือกคาร์บอนต่ำเพื่อผลิตขวดพลาสติกและผลิตภัณฑ์ต่างๆทดแทนผลิตภัณฑ์ที่ทำจากปิโตรเลียมที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน

Aanindeeta Banerjee นักศึกษาปริญญาโทสาขาเคมี และ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Matthew Kananพัฒนาวิธีการผลิตพลาสติกวิธีใหม่จากคาร์บอนไดออกไซด์และพืช

“จุดมุ่งหมายของพวกเราคือเพื่อทดแทนผลิตภัณฑ์ที่ทำจากปิโตรเลียมด้วยพลาสติกที่ทำจากคาร์บอนไดออกไซด์” Matthew Kananผู้ช่วยศาสตราจารย์สาขาเคมี จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว “ถ้าคุณสามารถทำได้โดยปราศจากการใช้พลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ในปริมาณมาก คุณก็สามารถลดปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์ในอุตสาหกรรมพลาสติกให้ต่ำลงได้อย่างรวดเร็ว”

เปลี่ยนสูตรพลาสติก

ผลิตภัณฑ์พลาสติกหลายชนิดในปัจจุบันล้วนแล้วแต่ทำจากพอลิเมอร์ที่มีชื่อว่า พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต หรือที่เรียกกันโดยย่อว่า ‘เพท’ (Polyethylene terephthalate, PET)ปัจจุบันมีปริมาณการผลิตเพททั่วโลกถึง 50 ล้านตันต่อปี มีทั้งรูปแบบที่เป็นสิ่งทอ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บรรจุภัณฑ์เครื่องดื่มที่รีไซเคิลได้ รวมทั้งเป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลอีกด้วย

พีอีทีทำจากส่วนประกอบสองส่วน คือ กรดเทเรฟทาลิก (terephthalic acid) และเอทิลีนไกลคอล (ethylene glycol) ที่ได้มาจากการกลั่นปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ ดังนั้นในกระบวนการผลิตพีอีทีจึงก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือก๊าซเรือนกระจกเป็นจำนวนมากส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อนที่เป็นปัญหาใหญ่ของโลก

Kanan กล่าวว่า การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลร่วมกับพลังงานที่ใช้ในกระบวนการผลิตพีอีที ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 4 ตันต่อการผลิตพีอีทีทุกๆ 1 ตัน

ในการศึกษาครั้งนี้ เขาและทีมจึงให้ความสนใจและมุ่งไปยังการผลิตพีอีเอฟ (polyethylene furandicarboxylate ,PEF)ที่ทำขึ้นจากเอทิลีนไกลคอลและส่วนประกอบที่เรียกว่า 2-5-Furandicarboxylic acid (FDCA)เพื่อใช้ทดแทนพีอีทีในอนาคต

พัฒนาพีอีเอฟให้ยั่งยืนยิ่งขึ้น

Ethylene glycol + FDCA => PEF

พีอีเอฟเป็นวัสดุทดแทนพีอีทีที่น่าสนใจเนื่องจากสารเอฟดีซีเอที่เป็นส่วนประกอบหลักของพีอีเอฟนั้นหาได้จากมวลชีวภาพแทนการใช้ปิโตรเลียมKananกล่าว นอกจากนี้พีอีเอฟยังเหนือกว่าพีอีทีในเรื่องการปิดผนึกเพื่อป้องกันออกซิเจนซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการนำไปใช้บรรจุขวดอีกด้วย

ถึงอย่างไรก็ตามแม้ว่าพีอีเอฟจะมีคุณลักษณะที่น่าพึงพอใจแต่การผลิตพีอีเอฟในระดับอุตสาหกรรมยังคงต้องหาวิธีการผลิตต้นทุนต่ำ โดยเฉพาะสารเอฟดีซีเอซึ่งเป็นส่วนประกอบของพีอีเอฟที่ต้องหาวิธีการผลิตในเชิงพาณิชย์แบบยั่งยืน

หนึ่งในวิธีการผลิตสารเอฟดีซีเอก็คือการเปลี่ยนฟรุคโตสจากน้ำเชื่อมข้าวโพดให้กลายเป็นเอฟดีซีเอ ซึ่งบริษัท Avantiumประเทศเนเธอร์แลนด์กำลังพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวร่วมกับบริษัทโคคาโคลาและบริษัทอื่นๆ แต่อย่างไรก็ตามการปลูกข้าวโพดให้ได้ปริมาณที่มากพอเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมนั้นจำเป็นต้องใช้พื้นที่ พลังงาน ปุ๋ยและน้ำในปริมาณมากเช่นกัน

ดังนั้นในกระบวนการผลิตสารเอฟดีซีเอโดยการใช้ฟรุคโตสจากข้าวโพดนั้นยังคงก่อให้เกิดปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นต์ที่สูง ทั้งยังต้องประสบภาวะการแข่งขันกับผู้ผลิตอาหารอีกด้วย Kananกล่าว ซึ่งมันจะดีกว่านี้ถ้าการผลิตเอฟดีซีเอนั้นได้จากชีวมวลที่ทานไม่ได้ เช่น หญ้าหรือของเสียที่เหลือภายหลังการเก็บเกี่ยว

เฟอร์ฟูรัล ทดแทนน้ำตาลจากข้าวโพด

แทนที่จะใช้น้ำตาลจากข้าวโพดเพื่อทำเอฟดีซีเอ ทีมสแตนฟอร์ดกลับทดลองใช้สารเฟอร์ฟูรัล (furfural) ซึ่งเป็นสารประกอบที่ทำขึ้นจากของเสียที่ได้จากเกษตรกรรมและมีการใช้กันอย่างกว้างขวางมานานหลายทศวรรษ โดยในแต่ละปีมีการผลิตสารนี้เพื่อใช้ในเรซิน สารละลายและผลิตภัณฑ์ต่างๆ ถึงสี่แสนตัน

Furfural (Biomass) + CO2 => FDCA

อย่างไรก็ตาม การทำเอฟดีซีเอจากเฟอร์ฟูรัลและคาร์บอนไดออกไซด์นั้นจำเป็นต้องใช้สารเคมีอันตรายที่มีทั้งต้นทุนที่สูงและสิ้นเปลืองพลังงานในการผลิตจำนวนมากอีกด้วย

ทีมสแตนฟอร์ดจึงหาทางออกสำหรับปัญหาดังกล่าวด้วยการเลือกใช้คาร์บอเนตที่อ่อนโยนกว่า  โดยเริ่มจากผสมคาร์บอเนตกับคาร์บอนไดออกไซด์และกรดเฟอโรอิคซึ่งเป็นอนุพันธ์ของเฟอร์ฟูรัล ต่อมาให้ความร้อนแก่สารผสมประมาณ 290 องศาฟาเรนต์ไฮต์ (200 องศาเซลเซียส) จนกลายเป็นเกลือหลอมละลาย (molten salt) ห้าชั่วโมงต่อมาทีมพบว่า 89 เปอร์เซ็นต์ของสารผสมเกลือหลอมละลายถูกเปลี่ยนเป็นเอฟดีซีเอได้อย่างรวดเร็ว เอฟดีซีเอที่ได้ก็จะถูกส่งต่อไปใช้ผลิตพลาสติกพีอีเอฟต่อไป

คาร์บอนรีไซเคิล

Kananกล่าวว่า งานวิจัยของทีมสามารถช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ เนื่องจากการผลิตพีอีเอฟโดยใช้สารเฟอร์ฟูรัลนั้นจำเป็นต้องใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือก๊าซเรือนกระจกซึ่งสามารถรีไซเคิลได้จากโรงงานเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ

นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพีอีเอฟยังสามารถนำกลับมารีไซเคิลหรือเปลี่ยนกลับไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศด้วยการเผาแบบอินซิเนอเรชัน (incineration,การเผาให้กลายเป็นเถ้า) ได้อีกด้วย

ทิ้งท้าย

ทีมวิจัยเชื่อว่ากระบวนการทางเคมีที่คิดค้นขึ้นสามารถปลดล็อกสมบัติของพีอีเอฟที่ยังไม่เคยทราบมาก่อนได้ แต่นี่ก็นับว่าเป็นเพียงก้าวแรก ยังมีงานที่ต้องทำอีกมากเพื่อให้แน่ใจว่าใช้การได้ดีในระดับใหญ่และสามารถคำนวนปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์ที่ลดลงไปได้

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

งานวิจัยฉบับเต็ม : www.nature.com/nature/journal/v531/n7593/full/531180a.html

http://www.hngn.com/articles/187521/20160311/renewable-plastic-co2-plant-waste-new-finding.htm

http://news.stanford.edu/news/2016/march/low-carbon-bioplastic-030916.html

https://www.facebook.com/rmutphysics/posts/1320070434724439

“ไมโครพลาสติก” ภัยร้ายใหม่ คุกคามระบบนิเวศทางทะเลทั่วโลก

Y2Gcr7FmYarLhDwggHfLLApvxgsOtEOs7BzOBDSEDlutshrJe6t-11
นักวิทยาศาสตร์ด้านการจัดการสิ่งแวดล้อมทางทะเลประจำองค์การสหประชาชาติเผย (ยูเอ็น)ชายหาดและมหาสมุทรทั่วโลกกำลังเผชิญภัยร้ายใหม่จาก “ไมโครพลาสติก” หรือเม็ดพลาสติกขนาดเล็กกว่า 5 มม.ที่แพร่กระจายอยู่ในระบบนิเวศทางทะเล คาดวัสดุชนิดนี้จะส่งผลกระทบต่อวงจรชีวิตของสัตว์และความหลากหลายทางชีวภาพในระยะยาว เรียกร้องภาคอุตสาหกรรมใช้กระบวนการรีไซเคิลเพื่อลดปริมาณเม็ดพลาสติกในสิ่งแวดล้อมเว็บไซต์เดอะการ์เดียนรายงานว่านักวิทยาศาสตร์ทางทะเลพบว่า ปัจจุบันไมโครพลาสติกหรือเม็ดพลาสติกขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 5 มิลลิเมตร ซึ่งรวมถึงเม็ดพลาสติกก่อนการผลิตและเม็ดทรายสังเคราะห์ (บีดส์) ในโฟมล้างหน้า กำลังกลายเป็นสิ่งที่คุกคามระบบนิเวศทางทะเล ไมโครพลาสติกเหล่านี้พบอยู่ตามชายหาดทั่วโลก แต่บริเวณที่พบบ่อยและมีปริมาณมากคือเกาะฮ่องกง นักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดการสิ่งแวดล้อมทางทะเลกระตุ้นให้ภาคอุตสาหกรรมนำกระบวนการรีไซเคิลมาใช้ในกระบวนการผลิตให้มากขึ้น เพราะเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุดเพื่อช่วยลดการสะสมของไมโครพลาสติกในมหาสมุทรทั่วโลก เดอะการ์เดียนอ้างรายงานการศึกษาผลกระทบของไมโครพลาสติกต่อสิ่งแวดล้อมในระดับโลกที่จัดทำขึ้นเป็นครั้งแรก ซึ่งได้ข้อสรุปว่า ควรมีนโยบายที่มีประสิทธิภาพเร่งด่วนในการลดปริมารณขยะพลาสติกในมหาสมุทร เพราะแม้ว่าจะกำจัดพลาสติกชิ้นใหญ่อย่างถุงและขวดในทะเลได้ ว่า ไมโครพลาสติกซึ่งเป็นปัญหาใหม่จะยังคงแพร่กระจายต่อไป นักวิทยาศาสตร์จากยูเอ็นบอกว่ามีความเป็นไปได้สูงมากที่สิ่งมีชีวิตทางทะเลหลากหลายสายพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็นปลาหรือนกทะเลจะกินไมโครพลาสติกนี้เข้าไป ซึ่งในระยะยาวจะส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนไหว การเจริญเติบโต และการผสมพันธุ์ของพวกมัน