ซินโครตรอนออกแบบและวิจัย พัฒนาหน้ากากผ้าไหมไทย ทดแทนหน้ากากทางการแพทย์

ซินโครตรอนออกแบบและวิจัย พัฒนาหน้ากากผ้าไหมไทย ทดแทนหน้ากากทางการแพทย์ ส่งเสริมวิสาหกิจชุมชน เพิ่มรายได้แก่เกษตรกรเลี้ยงไหมของไทย

ดร.แคทลียา โรจนิวิริยะ นักวิจัยศาสตร์ระบบลำเลียงแสง กล่าวว่า “งานวิจัยนี้เป็นการนำวิทยาศาสตร์ชั้นสูงมาพัฒนาและยกระดับสิ่งทอจากเส้นใยธรรมชาติที่เป็นวัสดุท้องถิ่นเพื่อพัฒนาเป็นหน้ากากทางการแพทย์ โดยการใช้เทคโนโลยีแสงซินโครตรอนมาใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างสามมิติ สมบัติทางวัสดุศาสตร์ และสมบัติทางเคมี อันเป็นปัจจัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการกรอง เปรียบเทียบกับหน้ากากอนามัยทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง และผ้าชนิดต่าง ๆ ที่มีเส้นใยและรูปแบบการทอแตกต่างกัน
ผลการศึกษาด้วยแสงซินโครตรอน ในเทคนิค X-ray tomographic microscopy (XTM) สามารถบ่งชี้ลักษณะของเส้นใย ขนาดเส้นด้าย และรูปแบบการทอ รวมถึงการกระจายตัวของช่องว่างภายในผ้าได้แบบสามมิติ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพการกรองของผ้าชนิดต่าง ๆ ผลวิเคราะห์แบบสามมิติ พบว่า ผ้าไหมธรรมชาติมีขนาดเส้นด้ายที่เล็กและยาวต่อเนื่องกว่าผ้าที่ทอด้วยเส้นใยสังเคราะห์ ทำให้รูปแบบการทอสามารถทอได้แน่นสม่ำเสมอและมีช่องว่างขนาดเล็ก ทีมวิจัยจึงนำองค์ความรู้ที่ได้ไปใช้ออกแบบรูปแบบการทอผ้าไหมให้สามารถกรองฝุ่นและแบคทีเรียได้ดีเทียบเท่ากับหน้ากากทางการแพทย์ โดยปรับเปลี่ยนขนาดเส้นไหมเป็นไหมควบ 3 เส้นและทอลายขัด 2 ตะกอ ซึ่งทดสอบแล้วพบว่าผ้าไหมนี้กรองอนุภาค PM 2.5 และ 0.3 ไมครอนได้มากถึง 85% ซึ่งดีกว่าผ้ามัสลินที่กรองได้เพียง 16-18% แต่ที่พิเศษกว่าก็คือผ้าไหมยังให้การระบายอากาศได้ดี ให้ความรู้สึกเย็นและไม่ทำให้อึดอัดหากต้องสวมใส่เป็นเวลานาน รวมถึงผลการวิเคราะห์ผ้าไหมด้วยเทคนิค in situ wide-angle X-ray scattering (WAXS) ยังพบว่าผ้าไหมมีโครงสร้างผลึกที่แข็งแรง ทนต่อแรงดึงได้ดีกว่าผ้ามัสลินที่นิยมใช้ทำหน้ากากในปัจจุบัน จึงสามารถซักและนำกลับมาใช้ซ้ำได้โดยไม่มีผลต่อโครงสร้าง นอกจากนี้ยังพบว่าในผ้าไหมมีการกระจายของตัวของซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ในธรรมชาติ ซึ่งมีศักยภาพในการต้านเชื้อแบคทีเรียจากการวิเคราะห์โครงสร้างเคมีเชิงลึกด้วยเทคนิค X-ray absorption near edge spectroscopy (XANES) และ X-ray fluorescence spectroscopy (XRF)”
ดร.แคทลียา กล่าวเพิ่มเติมว่า “งานวิจัยนี้เป็นตัวอย่างนำร่องที่ทำให้เห็นว่า เราสามารถนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงมาวิเคราะห์และพัฒนาเพื่อยกระดับสิ่งทอท้องถิ่น เป็นการเพิ่มคุณค่าและมูลค่าของสิ่งทอที่นอกจากจะให้ความสวยงามแก่ผู้สวมใส่แล้ว ยังสามารถออกแบบให้ใช้งานได้จริง เช่น การพัฒนาหน้ากากผ้าจากผ้าไหมที่เพิ่มคุณสมบัติการกรองเข้าไปด้วยการปรับเปลี่ยนขนาดเส้นใยและรูปแบบการทอให้ได้มาตรฐานการกรองสามารถนำมาใช้ทดแทนหน้ากากทางการแพทย์ได้ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม องค์ความรู้ที่ได้ยังสามารถต่อยอดไปสู่การออกแบบและพัฒนานวัตกรรมสิ่งทอจากเส้นใยธรรมชาติที่มีอยู่มากมายในประเทศในรูปแบบอื่น ๆ ให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ ซึ่งจะก่อให้เกิดการสร้างงานในท้องถิ่น และส่งเสริมรายได้เข้าสู่ชุมชนท้องถิ่น”