การพัฒนาวัสดุนาโนเซลลูโลสสำหรับผลิตหน้ากากอนามัยเพื่อต่อสู้กับ COVID-19

เนื่องจากมีความกังวลเกี่ยวกับการจัดหาอุปกรณ์ป้องกันไวรัสโคโรนา นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์ (Queensland University of Technology: QUT) ได้ค้นพบวิธีที่เหมาะสมในการผลิตวัสดุนาโนเซลลูโลสเมมเบรนที่ทำจากขยะจากการเกษตรกรรม เช่น ใบอ้อย สำหรับผลิตหน้ากากอนามัยที่ใช้ในทางการแพทย์ วัสดุชนิดใหม่นี้มีประสิทธิภาพมากในการกำจัดอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร ซึ่งมีคุณสมบัติช่วยในการกรองเชื้อโรคและระบายอากาศได้ดีกว่าหน้ากากคุณภาพสูง ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับผู้ที่มีปัญหาระบบทางเดินหายใจ รวมถึงสามารถผลิตได้ในปริมาณมากโดยใช้อุปกรณ์อย่างง่ายและสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังพยายามทำการศึกษาวิจัยเพื่อหาวิธีการแก้ไขปัญหามากมายที่เกิดจากการระบาดของโควิด-19 ที่กำลังแพร่ระบาดอยู่ทั่วโลกซึ่งไม่ใช่แค่ปัญหาในเรื่องของการขาดแคลนหน้ากากอนามัยเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ดร.โธมัส เรนนีย์ วิศวกรกระบวนการของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์ และทีมวิจัยของเขาจึงเร่งทำการศึกษาวิจัยวัสดุใหม่ๆ ที่สมารถกำจัดอนุภาคนาโนได้เพื่อพัฒนาเป็นหน้ากากป้องกันมลพิษที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วัสดุชนิดนี้สามารถกรองอนุภาคขนาด 100 นาโนเมตร ซึ่งมีขนาดเท่ากับไวรัสชนิดต่างๆ เช่น โคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ได้

เขากล่าวว่า “เราได้ทำการทดสอบวัสดุนี้อย่างละเอียดและพบว่ามันมีประสิทธิภาพในการกำจัดอนุภาคนาโนที่มีขนาดเท่ากับไวรัสได้ดีกว่าหน้ากากที่มีคุณภาพสูงที่มีจำหน่ายทั่วไปที่เราทำการทดสอบและเปรียบเทียบ วัสดุชนิดนี้มีต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำจึงเหมาะสำหรับการใช้แบบครั้งเดียวแล้วทิ้ง”

วัสดุหน้ากากทำจากพืช สามารถย่อยทางชีวภาพและผลิตได้ในราคาไม่แพง

นอกจากนี้ ดร. เรนนีย์ ยังกล่าวอีกว่าประโยชน์ที่สำคัญของวัสดุนาโนเซลลูโลสคือแม้ว่ามันจะใช้เวลานานกว่าจะปรับเปลี่ยนให้มีความเหมาะสม แต่สามารถทำการผลิตได้ในปริมาณมาก ขณะนี้พวกเขากำลังพยามทำให้ผู้ผลิตเชื่อมั่นในการใช้วัสดุชนิดนี้ในการผลิตหน้ากากและสนับสนุนซัพพลายเออร์ในการจัดหาขยะจากการเกษตรกรรมที่จะใช้

ทีมนักวิจัยเริ่มพัฒนาวัสดุชนิดนี้ในปี 2557 โดยแรกเริ่มพวกเขาพยายามพัฒนาไส้กรองแบบใช้แล้วทิ้งสำหรับท่อไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล ประมาณปี 2560 เป็นที่ชัดเจนว่าวัสดุนั้นมีความเหมาะสมมากกว่าในแง่ของการมีชั้นที่บางเบาเหมาะสำหรับการนำมาใช้สำหรับผลิตหน้ากากอนามัยและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) อื่นๆ จากนั้นพวกเขาพยายามพัฒนาหน้ากากกันฝุ่นสำหรับนักดับเพลิงก่อนที่จะค้นพบว่าวัสดุดังกล่าวมีระดับการกรองที่ละเอียดมากซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในการผลิตหน้ากากอนามัยที่ใช้ในทางการแพทย์ได้

นักวิจัยระบุว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการทดสอบความหนาและโครงสร้างของวัสดุชนิดนี้ โดยปัจจุบันสามารถทำการผลิตได้ในระดับหนึ่ง นอกจากนี้วัสดุนี้ยังสามารถ “ระบายอากาศ” ได้ดีกว่าหน้ากากอนามัยที่ใช้ในทางการแพทย์ในปัจจุบันด้วย ซึ่งชี้ให้เห็นว่าสามารถหายใจผ่านชั้นป้องกันได้ง่ายเพียงใด เนื่องจากมันทำจากวัสดุจากพืชจึงสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แม้ว่ากระบวนการที่ใช้ในการผลิตวัสดุชนิดนี้จะไม่สามารถเปลี่ยนกลับมาเป็นหน้ากากใหม่ได้อีก

ข้อเท็จจริงที่ว่าอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลส่วนใหญ่ผลิตในต่างประเทศ ทำให้ปัจจุบันรัฐและรัฐบาลกลางพยายามจัดหาห่วงโซ่อุปทานในประเทศ เมื่อเร็วๆ นี้รัฐบาลควีนส์แลนด์ได้ให้เงินทุนสนับสนุนแก่ Evolve (อีโวลฟ์) ผู้ผลิตในรัฐควีนส์แลนด์ตะวันออกเฉียงใต้จำนวน 1.2 ล้านเหรียญสหรัฐ เพื่อเริ่มผลิตหน้ากากอนามัย N95 ที่ใช้ในทางการแพทย์ พร้อมทั้งยืนยันว่าจะสามารถผลิตหน้ากากได้วันละหลายพันชิ้นภายในสิ้นเดือนเมษายนนี้ นอกจากนี้ เมื่อเดือนที่แล้วองค์การอนามัยโลก ได้เรียกร้องให้ทุกประเทศเพิ่มการผลิตอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลขึ้นอย่างน้อยร้อยละ 40 เพื่อตอบสนองความต้องการในช่วงที่มีการระบาดของโรคติดต่อร้ายแรงนี้