น้ำยาฆ่าเชื้อที่ทำจากขี้เลื่อยจะกำจัดจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย

น้ำยาฆ่าเชื้อชนิดใหม่ที่ทำจากขี้เลื่อยและน้ำสามารถทำลายจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคได้มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ นั่นทำให้ขี้เลื่อยผสมเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับสารเคมีที่ฆ่าเชื้อโรคในปัจจุบัน

สารฆ่าเชื้อจำนวนมากที่ใช้กันในปัจจุบันอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ใช้สารฟอกขาวและสารเคมีอื่นๆ ที่มีคลอรีน พวกมันก่อให้เกิดผลพลอยได้ที่เป็นพิษเมื่อถูกล้างลงท่อระบายน้ำ มีสารฆ่าเชื้อที่อาจเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น พวกเขาอาศัยสารเคมีที่เรียกว่า “ฟีนอล” หรือสารประกอบที่คล้ายคลึงกัน แต่น้ำยาทำความสะอาดเหล่านี้อาจมีราคาแพงและใช้พลังงานมากในการผลิต

Shicheng Zhang ไปหาทางเลือกที่ดีกว่า เขาเป็นวิศวกรสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยฟูตัน อยู่ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน ไม้ประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนมากที่มีลักษณะเหมือนฟีนอล พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่แตกแขนงซึ่งประกอบเป็นผนังเซลล์พืช จางจึงสงสัยว่าสารเคมีที่ฆ่าจุลินทรีย์สามารถสกัดจากขี้เลื่อยผ่านกระบวนการที่มีต้นทุนต่ำและใช้พลังงานต่ำได้หรือไม่

เขาและเพื่อนร่วมงานปรุงส่วนผสมของน้ำและขี้เลื่อยเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง พวกเขาอุ่นซุปขี้เลื่อยภายใต้ความกดดันแล้วกรอง ต่อมาพวกเขาทดสอบว่าขี้เลื่อยสามารถฆ่าจุลินทรีย์ได้ดีเพียงใด

ของเหลวนี้กำจัดแบคทีเรีย E. coli — จุลินทรีย์ที่อาจทำให้อาหารเป็นพิษได้ ขี้เลื่อยยังฆ่าเชื้อแบคทีเรียแอนแทรกซ์ได้อีกด้วย จุลินทรีย์เหล่านี้ทำให้เกิดการติดเชื้อที่เป็นอันตราย ยิ่งไปกว่านั้น ยาฆ่าเชื้อยังช่วยยับยั้งไม่ให้ไวรัสไข้หวัดใหญ่แพร่ระบาด

นักวิจัยยังได้เติมน้ำในปริมาณที่แตกต่างกันลงในซุปขี้เลื่อย ที่ทำให้พวกเขาทดสอบว่าต้องเข้มข้นแค่ไหนเพื่อกำจัดเชื้อโรค ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของส่วนผสม ส่วนผสมสามารถปะทะกับจุลินทรีย์ได้มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์

ผลการวิจัยใหม่ปรากฏในรายงานการประชุม 10 มกราคมของ National Academy of Sciences

Satinder Brar และ Rama Pulicarla เล็งเห็นถึงประโยชน์สองสามประการสำหรับสารฆ่าเชื้อตัวใหม่นี้ วิศวกรสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ ทั้งคู่ทำงานที่มหาวิทยาลัยยอร์กในโตรอนโต ประเทศแคนาดา พวกเขากล่าวว่าข้อดีอย่างหนึ่งคือส่วนผสมของขี้เลื่อยมีราคาเพียงเล็กน้อย นอกจากนี้ยังมีสูตรง่ายๆ ไม่ต้องเติมสารเคมีเพิ่มเติมลงในขี้เลื่อยและน้ำ

ขี้เลื่อยผสมเชื้อโรคอย่างไร

ทีมของจางตรวจสอบเคมีของซุปขี้เลื่อย ประกอบด้วยสารประกอบคล้ายฟีนอลจำนวนมาก สิ่งเหล่านี้น่าจะหลุดออกจากโมเลกุลที่แตกแขนงขนาดใหญ่ในผนังเซลล์ของไม้ ความดันในการปรุงอาหารขี้เลื่อยอาจทำลายโซ่โมเลกุลของไม้ ที่สามารถปลดปล่อยโมเลกุลที่ฆ่าจุลินทรีย์ได้

การมองดูเชื้อโรคที่ฆ่าด้วยกล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นวิธีที่ขี้เลื่อยผสมกันฆ่าได้ สารฆ่าเชื้อทำลายผนังเซลล์ของจุลินทรีย์ จางกล่าวว่ามันอาจจะยุ่งกับโปรตีนและ DNA ของจุลินทรีย์

สิ่งที่ยังไม่ชัดเจนคือสารประกอบขี้เลื่อยชนิดใดที่เป็นอันตรายต่อจุลินทรีย์ บราร์ และพูลิชาร์ลา การค้นหาสูตรเคมีที่แม่นยำของสารฆ่าเชื้อจะช่วยได้ สิ่งนี้อาจเผยให้เห็นด้วยว่าสารฆ่าเชื้อตัวใหม่มีความยั่งยืนอย่างแท้จริงหรือไม่ โมเลกุลคล้ายฟีนอลบางชนิดอาจไม่สามารถย่อยสลายได้ง่าย Brar และ Pulicharla กล่าว หากสารเหล่านั้นยังคงอยู่ พวกมันอาจก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

การทดสอบในช่วงต้นบ่งชี้ว่าซุปขี้เลื่อยใหม่อาจปลอดภัยสำหรับผู้ใช้ ทีมของ Zhang ใช้ของเหลวกับผิวหนังของกระต่าย กระต่ายดูสบายดี โดยบอกว่าน้ำยาขี้เลื่อยอาจปลอดภัยกว่าน้ำยาทำความสะอาดทั่วไปบางตัว ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าการผลิตขี้เลื่อยนั้นปลอดภัยสำหรับมนุษย์เพียงใด

การหาประโยชน์ใหม่สำหรับขยะพืช

จางและเพื่อนร่วมงานของเขาไม่ได้หยุดเพียงแค่ยาฆ่าเชื้อขี้เลื่อย พวกเขาทำน้ำยาฆ่าเชื้อจากวัสดุจากพืชอื่นด้วย บางส่วนเริ่มเป็นผงไม้ไผ่ อื่น ๆ ทำด้วยฟางข้าว วัสดุจากพืชที่มีโมเลกุลที่เข้มข้นกว่าซึ่งปล่อยสารประกอบคล้ายฟีนอลสามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ได้ดีที่สุด ตัวอย่างหนึ่งคือฟางข้าวโพด

สารฆ่าเชื้อดังกล่าวอาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เรียกว่าเศรษฐกิจหมุนเวียน นั่นคือสิ่งที่ใช้ทรัพยากรเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีก “คุณกำลังพยายามหาประโยชน์จากสิ่งที่ปกติจะถือว่าเป็นขยะ” เอียน สก็อตต์อธิบาย เขาเป็นนักพิษวิทยาที่กรมวิชาการเกษตรของแคนาดาในลอนดอน สกอตต์ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาใหม่ แต่เขาได้ศึกษาวิธีการทำยาฆ่าแมลงจากเศษฟาง

วัสดุบางอย่างอาจวนเวียนอยู่เต็มวงจริงๆ ตัวอย่างเช่น ข้าวโพดสามารถออกจากทุ่งเป็นพืชผลที่เก็บเกี่ยวได้ สารเคมีจากข้าวโพดสามารถกลับมาเป็นยาฆ่าแมลงได้ น้ำยาฆ่าเชื้อชนิดใหม่นี้จะทำให้ข้าวต้มที่เหลือจากพืชใช้เป็นปุ๋ยได้ แต่ก่อนอื่น สกอตต์ตั้งข้อสังเกตว่า จะต้องมีการตรวจสอบสารประกอบที่เป็นอันตราย

ไม้ชุบแข็งสามารถทำมีดสเต็กที่คมได้

วัสดุที่เก่าแก่ได้รับการแปลงโฉมแบบไม่ยอมใครง่ายๆ นักวิจัยได้ดัดแปลงไม้เพื่อใช้ทดแทนพลาสติกและเหล็ก แกะสลักเพื่อทำใบมีด ไม้ที่ชุบแข็งมีความคมพอที่จะแล่เนื้อสเต็กได้ง่าย

ผู้คนสร้างด้วยไม้มานับพันปี สร้างบ้าน เครื่องเรือน และอื่นๆ อีกมากมาย “แต่เราพบว่าการใช้ไม้โดยทั่วไปแทบจะไม่สามารถสัมผัสได้ถึงศักยภาพของมัน” เถิง ลี่กล่าว วิศวกรเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์ค หลี่ใช้ฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ในการออกแบบ เขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาไม้ที่ชุบแข็ง

วัสดุต่างๆ เช่น เพชร ส่วนผสมที่มีส่วนผสมของโลหะที่เรียกว่าโลหะผสม และแม้แต่พลาสติกบางชนิดก็แข็งมาก อย่างไรก็ตามไม่สามารถต่ออายุได้ ดังนั้น หลี่และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ จึงพยายามทำวัสดุแข็งจากสิ่งมีชีวิต เช่น พืช ซึ่งทั้งหมุนเวียนใหม่และย่อยสลายได้ง่าย

ไม้ประกอบด้วยโพลีเมอร์ธรรมชาติ เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน โพลีเมอร์เหล่านี้ทำให้โครงสร้างไม้ โซ่เซลลูโลสที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทำโครงกระดูกสำหรับไม้ ทีมของ Li ได้คิดค้นวิธีเพิ่มคุณค่าให้กับไม้ในเซลลูโลสนั้น ตอนแรกพวกเขาแช่ไม้เบสวูดในสารละลายเดือด สารละลายประกอบด้วยสารเคมีที่ตัดพันธะเคมีบางส่วนระหว่างเซลลูโลสกับโพลีเมอร์อื่นๆ แต่ด้วยหลุมและรูขุมขนจำนวนมาก บล็อกในระยะนี้จึงนุ่มและนุ่ม ป๋อ เฉินกล่าว วิศวกรเคมี Chen เป็นส่วนหนึ่งของทีม University of Maryland

จากนั้นกลุ่มของเขาก็ทุบไม้ด้วยเครื่องจักรที่ใช้แรงกดมากเพื่อทุบรูขุมขนและเอาน้ำที่เหลือออก หลังจากที่ไม้แห้งด้วยความร้อน Li บอกว่ามันแข็งจนเล็บไม่สามารถขีดข่วนได้ จากนั้นนักวิจัยนำไม้ไปแช่ในน้ำมันเพื่อให้กันน้ำได้ ในที่สุด ทีมงานได้แกะสลักไม้นี้ให้เป็นมีด ไม่ว่าจะด้วยลายไม้ขนานหรือตั้งฉากกับขอบของมีด นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายวิธีการนี้ในวันที่ 20 ตุลาคมในเรื่อง

นักวิจัยเปรียบเทียบมีดของพวกเขากับมีดเหล็กและพลาสติกเชิงพาณิชย์ พวกเขายังทำตะปูจากไม้ที่ผ่านการบำบัดแล้ว และใช้มันเพื่อยึดแผ่นไม้สามแผ่นเข้าด้วยกัน เล็บก็แข็งแรง แต่ต่างจากตะปูเหล็ก เฉินตั้งข้อสังเกตว่าตะปูไม้จะไม่ขึ้นสนิม

การทดสอบความแข็ง

ในการทดสอบความแข็งของ Brinell ลูกบอลของวัสดุแข็งพิเศษที่เรียกว่าคาร์ไบด์ถูกกดลงบนเนื้อไม้จนเกิดรอยบุบ ค่าความแข็งของ Brinell ที่ได้จะคำนวณจากขนาดของบุ๋มในเนื้อไม้ รูป A แสดงผลการทดสอบไม้ธรรมชาติ (สีเขียว) และไม้ชุบแข็ง (สีน้ำเงิน) ที่ผ่านการบำบัดด้วยสารเคมีเป็นเวลา 2, 4 และ 6 ชั่วโมง จากไม้ที่แข็งที่สุด นักวิจัยทำมีดไม้ 2 เล่มที่เปรียบเทียบกับมีดพลาสติกและมีดโต๊ะเหล็กเชิงพาณิชย์ (รูปที่ B)

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ mplscon.com