ขวดชาเขียว: ความเหมือนที่แตกต่าง

นอกจากน้ำเปล่าบรรจุขวดที่ทุกวันนี้ราคาเกือบเท่ากับน้ำมันเบนซินแล้ว ไม่ว่าจะเป็นร้านสะดวกซื้อหรือแผงขายเครื่องดื่มริมฟุตบาทก็จะมีเครื่องดื่มอีกประเภทหนึ่งที่สามารถดับกระหายได้เป็นอย่างดี นั่นก็คือ “ชาเขียว” หลากหลายยี่ห้อที่มาพร้อมกับสูตรต่างๆ ไม่ว่าจะรสดั้งเดิม สูตรผสมน้ำผึ้ง หรือแม้แต่ข้าวบาเล่ ก็เอามาผสมในชาเขียวด้วย

หากนำขวดที่บรรจุเครื่องดื่มเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นขวดน้ำเปล่าหรือขวดชาเขียว มาแกะฉลากข้างขวดออกแล้วนำมาวางรวมกัน หลายคนก็คงแยกออกได้ว่าขวดชนิดใดเป็นขวดน้ำเปล่าและขวดชนิดใดเป็นขวดบรรจุชาเขียว ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดแต่หลายคนกลับไม่ทันสังเกตก็คือ ขวดบรรจุชาเขียวจะมีบริเวณคอขวด (ปากขวด) เป็นสีขาวทึบต่างจากบริเวณตัวขวดทีเป็นพลาสติกใสเหมือนขวดน้ำดื่มทั่วไป

pet-bottle

เมื่อลองพลิกดูที่ก้นขวดของเครื่องดื่มทั้งสองชนิดจะพบกับตัวหนังสือภาษาอังกฤษที่เขียนว่า PET ซึ่งเป็นสัญลักษณ์บอกว่าบรรจุภัณฑ์นี้ขึ้นรูปมาจากพลาสติกที่ชื่อว่า Poly Ethylene Terephthalate หรือที่ทั่วไปเรียกว่าขวดเพ็ทนั่นเอง โดยปกติแล้วเมื่อนำพลาสติกหรือโพลิเมอร์ที่ชื่อว่า PET มาขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีลักษณะใส ไม่มีสี ทำให้นิยมนำมาใช้ทำเป็นภาชนะที่มีความใส สามารถเห็นเนื้อในของเครื่องดื่มที่บรรจุอยู่ภายในได้

คำถามต่อมาที่หลายคนอาจสงสัยก็น่าจะเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ทำปากขวดบรรจุชาเขียว ทำไมต้องใช้วัสดุที่มีสีขาว และวัสดุชนิดนั้นคืออะไร?

วัสดุสีขาวที่ใช้ทำปากขวดบรรจุชาเขียวก็คือ PET ชนิดเดียวกับที่ใช้ทำตัวขวดนั่นเอง อีกทั้งยังไม่มีการเติมแต่งสารเคมีใดๆ เข้าไปเพิ่มเติมเพื่อให้มันมีสีขาวขึ้นมา แต่สีขาวที่เห็นนั้นเกิดจากความแตกต่างของขั้นตอนการผลิตขวดซึ่งนำไปใช้ในสภาวะที่ไม่เหมือน

พลาสติกโดยทั่วไปจะมีสมบัติเฉพาะตัวอย่างหนึ่งที่เรียกว่าค่า Tg (glass transition temperature) ซึ่งก็คืออุณหภูมิที่พลาสตติกจะเริ่มเปลี่ยนสภาพจากของแข็งคล้ายแก้วกลายไปเป็นของแข็งที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้คล้ายกับยาง โดยที่ PET ที่ใช้ทำขวดพลาสติกจะมีค่า Tg อยู่ที่ 69 องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความว่าถ้าใช้ขวดนี้บรรจุของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 69 องศาเซลเซียส ขวดก็จะมีรูปร่างหงิกงอไม่เป็นรูปทรงที่ต้องการอีกต่อไป

ในการบรรจุชาเขียวลงในขวดขณะอยู่ในสายการผลิต ชาเขียวที่ถูกต้มจนเดือดถูกลำเลียงผ่านท่อโลหะเพื่อลดอุณหภูมิลงไปในระดับหนึ่ง แต่ท่อโลหะที่ใช้ปล่อยชาเขียวลงในขวดจะมีความร้อนสะสมสูงมาก หากสัมผัสกับ PET ปกติ ก็จะทำให้ปากขวดชาเขียวมีรูปร่างแปลกตาไปจากที่เราเห็น จึงต้องมีการดัดแปลงสมบัติของ PET ให้สามารถทนความร้อนบริเวณนี้ได้มากกว่าเดิม

greentea-pet-bottle

เนื่องจากค่า Tg เป็นอุณหภูมิที่เริ่มมีการหมุนของพันธะเดี่ยวในสายโพลิเมอร์เกิดขึ้น หากทำให้พันธะดังกล่าวสามารถหมุนได้ยากขึ้น อุณหภูมิที่ใช้ก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย จึงมีการทำให้โมเลกุลของ PET บางส่วนมีการจัดเรียงตัวในลักษณะของผลึกในเนื้อของโพลิเมอร์ ซึ่งความเป็นผลึกจะทำให้ค่า Tg ของโพลิเมอร์สูงขึ้นนั่นเอง

โพลิเมอร์ที่มีความเป็นผลึกมากขึ้นจะมีดัชนีหักมากขึ้นตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้ PET บริเวณปากขวดบรรจุชาเขียวที่มีการจัดเรียงตัวเป็นผลึกในบางส่วน (semi-crystalline) จึงมีลักษณะเป็นสีขาวทึบแสง แตกต่างไปจากขวดบรรจุน้ำดื่มทั่วๆ ไปที่มีลักษณะโปร่งใสทั้งใบ

ดอกไม้ไฟ: แสงสีจากเคมีของปฏิกิริยา

พลุหรือดอกไม้ไฟที่ถูกจุดขึ้นกลางท้องฟ้าเพื่อใช้ในจุดประสงค์แตกต่างกัน บ้างก็ใช้ในการเฉลิมฉลองในงานเทศกาลต่างๆ บ้างก็ใช้เพื่อเป็นอุปกรณ์ส่องสว่างท่ามกลางสนามรบในยามค่ำคืน ประกายไฟที่ส่องแสงระยิบระยับในความมืดนั้นไม่ได้เกิดขึ้นง่ายๆ เหมือนกับการนำไม้ขีดไฟมาถูข้างกลักไม้ขีด แต่เบื้องหลังแสงสีที่ปรากฏนั้นเต็มไปด้วยคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการคิดค้นและพัฒนาจากการค้นพบดินส่วนผสมในการทำระเบิดโดยบังเอิญของชาวจีนเมื่อสองพันปีที่แล้ว

แสงสีที่เกิดขึ้นจากดอกไม้ไฟนับเป็นหัวใจสำคัญที่ดึงดูดความสนใจให้ทุกสายตาต้องจับจ้องมาที่การแสดงนี้ กระบวนการเกิดแสงสีที่เกิดขึ้นเกิดมาจากปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ในเรื่องของ Atomic emission spectroscopy หรือการปลดปล่อยแสงจากอะตอม ซึ่งมีกลไกการเกิดขึ้นดังนี้

atomic_emission

เมื่ออะตอมได้รับพลังงานในรูปของความร้อน อิเล็กจะถูกกระตุ้นจากสภาวะพื้น (ground state) ขึ้นไปสู่สภาวะเร้า (excited state) ซึ่งมีระดับพลังงานสูงกว่า อะตอมจะไม่คงสภาพอยู่ในระดับนี้เนื่องจากมีพลังงานสูงเกินไปจึงลดระดับพลังงานของอิเล็กตรอนมาสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า ในขณะเดียวกันพลังงานส่วนต่างที่เกิดจากการลดระดับพลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามสมการ E = hc/λ เมื่อ E คือพลังงานส่วนต่างของระดับพลังงาน, h คือค่าคงที่ของแพลงค์, c คือความเร็วของแสง และ λ คือความยาวคลื่นของรังสีที่ปลดปล่อยออกมาเป็นสีต่างๆ

พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากการเปลี่ยนสถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมจะเป็นค่าเฉพาะของธาตุแต่ละชนิด ดังนั้นสีที่ปรากฏในดอกไม้ไฟสีต่างๆ จึงเกิดจากการปลดปล่อยแสงจากอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เช่น

สีแดง จาก สตรอนเชียม (Sr) และ ลิเธียม (Li)
สีส้ม จาก แคลเซียม (Ca)
สีเหลือง จาก โซเดียม (Na)
สีเขียว จาก แบเรียม (Ba)
สีฟ้า จาก ทองแดง (Cu)
สีม่วง จาก สตรอนเชียมผสมกับทองแดง

ในการเลือกใช้ธาตุชนิดต่างๆ เป็นตัวกำเนิดสีในดอกไม้ไฟนิยมใช้เกลือคลอไรด์ของธาตุชนิดนั้นๆ เช่น แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) และแบเรียมคลอไรด์ (BaCl2) เนื่องจากอะตอมของคลอรีนมีส่วนช่วยในการเพิ่มความเข้มให้กับสีที่ได้จากอะตอมของโลหะ

นอกจากการเลือกใช้สารเคมีในการสร้างสีสันให้กับดอกไม้ไฟแล้ว การออกแบบส่วนประกอบของดอกไม้ไฟถือเป็นสิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งที่จะทำให้ดอกไม้ไฟที่จุดขึ้นสู่ท้องฟ้ามีรูปแบบตามที่ต้องการ ไม่เช่นนั้น การให้ความร้อนกับสารเคมีที่กล่าวไปข้างต้นก็คงไม่ต่างอะไรไปจากการจุดระเบิดที่มีสีเท่านั้น

ส่วนประกอบของดอกไม้ไฟประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก คือ ภาชนะบรรจุ, เม็ดดาว, เชื้อปะทุระเบิด และ ชนวน

firework_component3

ภาชนะบรรจุจะแบ่งออกเป็นสองส่วนย่อย คือ ส่วนของฐาน (lift charge) ที่ทำหน้าที่นำดอกไม้ไฟขึ้นสู่ท้องฟ้าก่อนการจุดระเบิด และส่วนของตัวดอกไม้ไฟที่มีชนวนหน่วงเวลา (time fuse) ที่ทำหน้าที่ควบคุมการระเบิดที่ระดับความสูงตามต้องการ

firework_ignite

เมื่อชนวนบริเวณฐานถูกจุดขึ้น (ขั้นตอนที่ 1) ตัวของดอกไม้ไฟจะพุ่งทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าในขณะเดียวกันชนวนหน่วงเวลาจะถูกจุดขึ้นระหว่างนั้น ความยาวของชนวนหน่วงเวลาจะเป็นตัวกำหนดระดับความสูงของการระเบิด (ขั้นตอนที่ 2) และเมื่อชนวนหน่วงเวลาถูกเผาไหม้จนหมดจะทำให้เกิดการระเบิดของเชื้อปะทุระเบิด (burst charge) ที่บรรจุอยู่ภายในตัวดอกไม้ไฟ ส่งผลให้เม็ดดาว (stars) ที่ถูกเรียงตามรูปแบบที่ต้องการเกิดการระเบิดขึ้นอีกต่อหนึ่ง (ขั้นตอนที่ 3)

ภายในเม็ดดาว หรือ stars จะประกอบไปด้วยเชื้อเพลิงและสารเคมีชนิดต่างๆ ที่รอทำปฏิกิริยาภายหลังการระเบิด เมื่อเชื้อเพลิงภายในเม็ดดาวลุกติดไฟจะมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนไปยังตัวออกซิไดซ์ (oxidizer) ซึ่งเป็นสารประกอบเปอร์คลอเรท และเกิดแก๊สออกซิเจนเป็นผลิตภัณฑ์ดังสมการ (1)

equation_firework

ออกซิเจนที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่ในการออกซิไดซ์ซัลเฟอร์และคาร์บอนในเม็ดดาวเพื่อให้เกิดแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์อุณหภูมิสูงออกมา ดังสมการที่ (2) และ (3) ความร้อนที่เกิดขึ้นจากแก๊สทั้งสองชนิดนี้จะทำให้สารเคมีที่หน้าหน้าที่เป็นตัวเกิดสีปลดปล่อยแสงออกมาเกิดเป็นดอกไม้ไฟที่มีสีสันและรูปแบบตามต้องการนั่นเอง

แม้ว่าการจุดดอกไม้ไฟในแต่ละครั้งจะเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาชั่วพริบตา แต่กลไกและปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในนั้นต้องผ่านการคิดค้นและพัฒนามาเป็นระยะเวลาอันยาวนานจนทำให้ดอกไม้ไฟบางลูกมีราคาถึงหลักล้านเลยทีเดียว

ไซลิทอล: ความหวานเพื่อสุขภาพ

ท่ามกลางกระแสรักสุขภาพที่กำลังมาแรง ผู้ผลิตหลายรายต่างอาศัยช่วงจังหวะนี้ในการเพิ่มช่องทางการนำสืนค้าออกสู่ตลาดคนรักสุขภาพโดยเฉพาะสาวๆ ที่ห่วงใยเรื่องนี้เป็นพิเศษ นอกจากการออกกำลังกายและรับประทานอาหารบำรุงสุขภาพเพิ่มวิตามิน เกลือแร่ และไฟเบอร์ให้กับร่างกายแล้ว การลดอาหารที่ให้พลังงานสูงก็เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้กลุ่มคนรักสุขภาพหันมาให้ความสนใจมากยิ่งขึ้น เพราะเป็นที่ทราบกันดีว่าตัวการสำคัญที่เป็นต้นเหตุของ “ความอ้วน” ก็มีที่มาจากอาหารพลังงานสูงเหล่านี้

นอกจากไขมันและแป้งที่จะสะสมในร่างกายจนกลายเป็นส่วนเกินของใครบางคนแล้ว น้ำตาลก็เป็นอีกตัวการสำคัญที่เราไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ค่าที่ว่าความหวานเป็นรสชาติประจำชาติไทยไปซะแล้ว สารให้ความหวานทดแทนน้ำตาล เช่น แอสปาแตมและซอร์บิทอล จึงกลายมาเป็นจุดขายของผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มด้วยคำโฆษณาที่อ้างถึงแคลลอรี่ที่มีน้อยกว่าน้ำตาลธรรมดา (บางทีก็บอกว่า 0% เลยทีเดียว)

สารให้ความหวานอีกตัวหนึ่งที่หลายคนคงคุ้นหูกันมาแล้วก็คือ “ไซลิทอล” (xylitol) ซึ่งนอกจากจะให้ความหวานทดแทนน้ำตาลได้แล้วยังสามารถให้พลังงานน้อยกว่าน้ำตาลซูโครสถึง 40% ด้วย แต่จุดเด่นที่สำคัญของสารไซลิทอลไม่ได้อยู่ที่ความหวานแบบโลว์แคลลอรี่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น ถ้าสังเกตข้างกล่องหมากฝรั่งยี่ห้อหนึ่งจะพบกับคำโฆษณาที่ว่า “หมากฝรั่งปราศจากน้ำตาล มีส่วนผสมของสาร xylitol ช่วยยับยั้งแบคทีเรียที่ทำให้ฟันผุ” แล้วสารให้ความหวานมันไปเกี่ยวข้องอะไรกับการฟันผุด้วย..?

มีการทดลองสนับสนุนคุณสมบัติยับยั้งแบคทีเรียของสารไซลิทอลตีพิมพ์ในวารสาร ทางทันตกรรมอยู่หลายเรื่อง เช่น การเปรียบเทียบจำนวนฟันผุที่เกิดขึ้นในผู้ที่เคี้ยวหมากฝรั่งที่มีส่วนผสม ของน้ำตาลทราย (2.92 ซี่) และหมากฝรั่งที่ใช้สารไซลิทอลแทนน้ำตาล (1.04 ซี่) [Scheinin et al, Acta Odontol Scand (1975a)] และการทดลองให้แม่ที่ให้นมบุตรเคี้ยวหมากฝรั่งที่ผสมไซลิทอลจนครบอายุ 2 ปี เมื่อทำการตรวจทันตกรรมเมื่อเด็กอายุครบ 5 ปี พบว่าปริมาณฟันผุลดลงถึง 70% เทียบกับแม่ที่ให้นมบุตรที่เคี้ยงหมากฝรั่งธรรมดา [Soderling et al, Caries Res (2001)]

สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดฟันผุก็คือกรดที่ผลิตจากแบคทีเรียในช่องปาก แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยกระบวนการย่อยน้ำตาลชนิดต่างๆ เื่พื่อให้ได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต ซึ่งเป็นเหตุผลที่ผู้ใหญ่ต้องเตือนเด็กๆ ให้แปรงฟันหลังรับประทานอาหารและขนมหวานนั่นเอง

เมื่อไซลิทอลถูกนำมาใช้แทนน้ำตาลซึ่งเป็นส่วนผสมในหมากฝรั่ง โมเลกุลของไซลิทอลที่มีรูปร่างคล้ายกับน้ำตาลฟรุกโตสจะถูกดูดซึมผ่านผนังเซลล์ของแบคทีเรียด้วยกลไกเดียวกับที่แบคทีเรียดูดซึมน้ำตาลเข้าไปในเซลล์ หากเป็นน้ำตาลทั่วๆ ไป แบคทีเรียจะสามารถย่อยสลายโมเลกุลเหล่านั้นให้กลายเป็นสารไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็ก พร้อมกับได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต แต่ในทางตรงกันข้าม เมื่อไซลิทอลเข้าไปอยู่ในเซลล์ เอนไซม์ของแบคทีเรียไม่สามารถย่อยไซลิทอลให้กลายเป็นพลังงานได้ เมื่อไซลิทอลถูกดูดซึมเข้าไปภายในเซลล์ในปริมาณมากจะทำให้เกิดการสะสมสารไซลิทอลภายในเซลล์ของแบคทีเรียไปเรื่อยๆ จนทำให้แบคทีเรียรู้สึกราวกับว่ามัน “อิ่ม” แล้ว แต่ความเป็นจริง สิ่งที่มัน “กิน” เข้าไปแม้จะมีรูปร่างหน้าตาคล้ายกับอาหารประจำของมันแต่มันก็ไม่สามารถย่อยอาหารได้

xylitol_mechanism4

ภาพแสดงการขนส่งน้ำตาลฟรุกโตสและไซลิทอลเข้าสู่เซลล์ของแบคทีเรีย

ไซลิทอลก็ไม่ต่างอะไรจากอาหารปลอมที่แบคทีเรียถูกหลอกให้กินเข้าไป เมื่อแบคทีเรียได้รับอาหารปลอมเหล่านั้นไปเรื่อยๆ ก็จะไม่ได้รับพลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิตจนต้องตายไปในที่สุด ด้วยเหตุนี้เอง ไซลิทอลจึงเป็นสารให้ความหวานที่ช่วยกำจัดแบคทีเรียในช่องปากได้ด้วย จึงเหมือนกับโชคสองชั้นที่เป็นทั้งน้ำตาลพลังงานต่ำและช่วยป้องกันฟันผุไปในตัว

 

ซิลเวอร์นาโนทำงานอย่างไร

เมื่อพูดถึงนาโนเทคโนโลยีที่กำลังเป็นที่สนใจอยู่ในขณะนี้ ผลิตภัณฑ์แรกๆ ที่ถูกยกมาเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชนิดนี้ก็คงเป็นบรรดาวัสดุนาโนชนิดต่างๆ ซึ่งนวัตกรรมซิลเวอร์นาโน (nano silver) ก็กลายเป็นในพรีเซนเตอร์หลักของนาโนเทคโนโลยีไปแล้ว ไม่ว่าจะเป็นการนำอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาเคลือบผิวเส้นใยผ้าชนิดต่างๆ เพื่อนำมาทำเป็นเสื้อนาโนที่สามารถฆ่าเชื้อโรคได้โดยไม่ต้องนำไปซัก หรือระบบกรองอากาศของเครื่องปรับอากาศที่บรรจุอนุภาคซิลเวอร์นาโนลงในแผ่นกรองเพื่อใช้ฆ่าเชื้อโรคเช่นเดียวกัน รวมไปถึงการผสมสารซิลเวอร์นาโนลงในสีทาภายในเพื่อใช้ทาภายในรถพยาบาลที่ต้องสัมผัสกับเชื้อโรคต่างๆ อยู่เป็นประจำ

ที่จริงแล้วเมื่อร้อยกว่าปีก่อนเป็นที่ทราบกันทั่วไปว่าสารละลายซิลเวอร์หรือเงิน (silver) สามารถนำมาใช้ในการทำลายเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราบางชนิดได้ แต่เนื่องจากเงินเป็นโลหะที่มีราคาแพงและจะถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็นสีดำเมื่อทิ้งไว้เป็นเวลานานจึงทำให้เกิดข้อจำกัดในการใช้งานขึ้น

เมื่อนาโนเทคโนโลยีถูกพัฒนาขึ้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้กลับไปให้ความสนใจกับธาตุซิลเวอร์อีกครั้งหนึ่ง ด้วยเหตุผลที่ว่า ถ้าทำให้อนุภาคของเงินมีขนาดเล็กมากๆ จนสามารถแพร่ผ่านเข้าไปในผนังเซลล์ของแบคทีเรียได้ และออกฤทธิ์ในการทำลายเซลล์ของแบคทีเรียได้โดยใช้ปริมาณโลหะเงินเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

อนุภาคซิลเวอร์นาโนที่ผลิตได้จากการใช้นาโนเทคโนโลยีจะมีขนาดอนุภาคประมาณ 25 นาโนเมตร หรือประมาณ 1 ใน 1,000 ของขนาดเซลล์ของแบคทีเรีย หนึ่งในสมมุติฐานเกี่ยวกับกลไกลการทำงานของอนุภาคซิลเวอร์นาโนก็คือ เมื่ออนุภาคซิลเวอร์นาโนสัมผัสกับผนังเซลล์จะสามารถแพร่ผ่านเข้าไปในเซลล์ของแบคทีเรียหรือเชื้อราได้ จากนั้นอนุภาคซิลเวอร์นาโนซึ่งมีสมบัติเป็น soft acid จะเกิดอันตรายกิริยากับโมเลกุลที่เป็น soft base ภายในเซลล์ ซึ่งก็คือส่วนที่เรียกว่าหมู่ซัลฟีดริล (sulphydryl group) ของเอนไซม์โปรติเนส (proteinase) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับเมตาบอลิซึมของเซลล์ โดยหมู่ซัลฟิดริล (-SH) ที่มีอะตอมของซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบจะจับตัวกับอนุภาคของเงินทำให้กระบวนการทำงานของเอนไซม์หยุดการทำงานจนกระทั่งเซลล์ของแบคทีเรียหยุดการเจริญเติบโตและเสื่อมสภาพไปในที่สุด

อย่างไรก็ตามการนำอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาใช้ในการฆ่าเชื้อโรคต่างๆ ก็ยังคงถูกจับตามองว่า นอกจากประสิทธิภาพในการทำลายเซลล์ของแบคทีเรียแล้ว อนุภาคซิลเวอร์นาโนที่นำใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ จะมีผลต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นหรือไม่ จึงต้องรอการพิสูจน์กันต่อไปว่าซิลเวอร์นาโนที่เป็นพรีเซนเตอร์หลักของนาโนเทคโนโลยีจะกลายเป็นดาบสองคมหรือไม่…

รถพยาบาลนาโน

ถ้าพูดถึง “นาโนเทคโนโลยี” ซึ่งคุ้นหูคนไทยมานานพอสมควรแล้ว ผลิตภัณฑ์นาโนอันดับแรกๆ ที่เราน่าจะนึกถึงกันคงหนีไม่พ้น “เสื้อซิลเวอร์นาโน” ที่มาพร้อมกับคำโฆษณาที่บอกว่าไม่จำเป็นต้องซักก็สามารถทำความสะอาดตัวเองได้

จากคุณสมบัติของอนุภาคซิลเวอร์นาโน (Nano Silver) ที่สามารถฆ่าเชื้อโรคได้ถึง 99.99% ทำให้ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC) ได้จับมือกับนักวิจัยจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และบริษัท สุพรีม โปรดักส์ จำกัด เพื่อพัฒนา “รถพยาบาลนาโน” ขึ้นมา ซึ่งจะนำมาเปิดตัวในงานประชุมวิชาการและินิทรรศการ Nano Thailand Symposium 2008 ในวันที่ 6-8 พฤศจิกายน 2551

รถพยาบาลนาโนที่ว่านี้ไม่ได้หมายถึงรถพยาบาลที่มีขนาดเล็กอย่างที่หลายๆ คนคิด แต่คำว่านาโนที่เห็นเกิดจากการนำคุณสมบัติของอนุภาคซิลเวอร์นาโนที่มีขนาดประมาณ 70-100 นาโนเมตรมาผสมกับสีทารถพยาบาลจนได้สีขาวเพื่อใช้ทาภายในตัวรถ เนื่องจากรถพยาบาลมีการสัมผัสเชื้อและคนป่วยอยู่ตลอดเวลาทำให้เกิดความยากลำบากในการทำความสะอาด จึงได้นำสมบัติพิเศษของอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาใช้ประโยชน์ในการฆ่าเชื้อภายในรถพยาบาล

สำหรับคำถามที่ว่าอนุภาคนาโนที่ใช้ผสมกับสีทาภายในรถจะเป็นอันตรายต่อผู้ป่วยหรือไม่ ทางทีมวิจัยได้บอกว่า “นาโนเทคโนโลยีเป็นของใหม่ ซึ่งมีทั้งที่ทราบฤทธิ์และยังไม่ทราบฤทธิ์ จึงต้องมีการประเมินประสิทธิภาพและความปลอดภัย และจากที่ประเมินมาพบว่าปลอดภัย แต่ก็ต้องมีการศึกษาอย่างต่อเนื่อง และในศูนย์นาโนเทคก็มีศูนย์วิจัยเรื่องความปลอดภัยด้านนาโนเทคโนโลยีโดยเฉพาะ”

คลิกที่นี่ หากท่านส่งสัยว่าอนุภาคซิลเวอร์นาโนสามารถฆ่าเชื้อโรคได้อย่างไร

Plasticizers: ปนเปื้อนอีกแล้ว!!

เมื่อกลางเดือนตุลาคมที่ผ่านมา อธิบดีกรมวิทยาศาสตร์บริการได้ออกมาให้สัมภาษณ์ว่าขณะนี้สหาภาพยุโรปหรืออียูได้เตือนผู้ส่งออกผลิตภัณฑ์อาหารบางชนิดในไทยให้ระวังการปนเปื้อนขอสารเคมีจำพวกพลาสติไซเซอร์

สารพลาสติไซเซอร์ (plasticizers) ที่ว่านี้ป็นกลุ่มของสารเคมีที่ใช้เติมแต่งในพลาสติกชนิดต่างๆ เพื่อทำให้มีความอ่อนตัวมากขึ้น ในอุตสาหกรรมผลิตภาชนะบรรจุอาหารจะใช้สารดังกล่าวเป็นสารเติมแต่งในพลาสติกพีวีซี (polyvinylchloride) ที่ใช้ในการทำแผ่นพลาสติกรองฝาขวดแก้วเพื่อให้ฝาขวดเปิดได้ง่ายขึ้น

สารพลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้เพิ่มคุณสมบัติให้กับพีวีซีส่วนมากจะเป็นสารในกลุ่มของ phthalate เช่น diisooctyl phthalate (DIOP) และสารในกลุ่มอิพ๊อกไซด์ของน้ำมันถั่วเหลือง

สมบัติของสารดังกล่าวนอกจากจะเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับพลาสติกแล้ว เมื่อพิจารณาจากโครงสร้างทางเคมีจะพบว่าสารในกลุ่มนี้มีส่วนของไฮโดรคาร์บอนสายยาวเป็นองค์ประกอบทำให้มีสภาพขั้วของโมเลกุลต่ำ (non-polar) สมบัตินี้ทำให้สาร DIOP ไม่ละลายน้ำแต่สามารถละลายได้ดีในไขมันซึ่งเป็นส่วนประกอบในอาหารประเภทน้ำพริกเผาและซอสผัดชนิดต่างๆ

เมื่อไขมันในผลิตภัณฑ์อาหารสัมผัสกับวัสดุที่มีส่วนผสมของสารพลาสติไซเซอร์จะทำให้มีการปนเปื้อนสารเคมีลงในอาหาร หากร่างกายได้รับสารแปลกปลอมในปริมาณมากอาจก่อให้เกิดอาการตกเลือดในปอด ตับโต เป็นพิษต่อเซลล์ในร่างกายและเกิดมะเร็งได้ในที่สุด

ด้วยเหตุนี้สหภาพยุโรปจึงกำหนดค่ามาตรฐานการนำเข้าผลิตภัณฑ์ให้วัสดุที่สัมผัสอาหารทุกประเภทต้องมีสารพลาสติไซเซอร์ ไม่เกิน 60 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และเตรียมบังคับใช้ในเดือนเมษายน 2552

มองบั้งไฟให้เป็นวิทยาศาสตร์

วิทยาศาสตร์คือกระบวนการคิดบนพื้นฐานของเหตุและผลที่ทำให้ได้มาซึ่งองค์ความรู้ต่างๆ โดยมีจุดเริ่มต้นมาจากความสงสัยของมนุษย์ที่มีต่อเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน วิถีชีวิตของคนไทยเองก็ผูกพันกับกระบวนการเหล่านี้มาตั้งแต่ในอดีตโดยที่เราไม่ทันได้สังเกต

หลายครั้งที่วิถีชีวิตเหล่านั้นถูกมองข้ามจากสายตาของบุคคลที่มีความรู้ในสายวิทยาศาสตร์ในฐานะที่ความเชื่อดังกล่าวไม่สามารถหาเหตุผลทางวิทยาศาสตร์มาอธิบายกลไกของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ 

ตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวิทยาศาสตร์ที่แฝงตัวเข้าไปในการดำเนินชีวิตของชาวชนบทตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันคือประเพณีการจุดบั้งไฟขอฝนของชาวอีสานที่คนส่วนมากคิดว่าเป็นเพียงความเชื่อของชาวบ้านที่ไม่มีเหตุผลใดมารองรับ แท้จริงแล้วการจุดบั้งไฟขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยหวังให้มีฝนโปรยปรายจากฟากฟ้าลงสู่ไร่นาของเกษตรกรก็มีที่มาจากการอุปนิสัยช่างสังเกตของคนไทยในอดีตนั่นเอง

ก่อนจะลงมือปลูกข้าวแต่ละครั้งชาวนาจะเผานาเพื่อกำจัดวัชพืชและตอซังข้าวไม่ให้ติดผานไถขณะเตรียมดินเพื่อปลูกข้าวครั้งต่อไป หลังการเผานาทุกๆ ครั้งนั่นเองที่ชาวบ้านสังเกตเห็นว่าฝนจะตกตามมาเกือบทุกครั้ง หากจะอธิบายด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ ฝนที่ตกลงมานั้นเกิดจากเขม่าคาร์บอนที่ลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าเป็นแกนหลักในการกลั่นตัวของเม็ดฝน ด้วยเหตุนี้เมื่อปลูกข้าวไปได้ระยะหนึ่งแล้วต้องการน้ำฝนเพื่อผลผลิตที่งอกงามในยามที่ฝนไม่ตกต้องตามฤดูกาล เกษตรกรจึงหากลวิธีที่จะปล่อยอนุภาคของคาร์บอนขึ้นสู่บรรยากาศอีกครั้งด้วยการจุดบั้งไฟขึ้นสู่ท้องฟ้าจนกลายมาเป็นประเพณีปฏิบัติที่สืบทอดมาจนถึงปัจจุบัน