งานวิจัยใหม่ เผยกระบวนการที่ง่ายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถย่อยสลาย “เทฟลอน” (PTFE) ที่พบในเครื่องครัว ให้กลายเป็นโซเดียม “ฟลูออไรด์” ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในยาสีฟันและน้ำดื่ม ช่วยลดสารเคมีตลอดกาล
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยชั้นนำของสหราชอาณาจักร ประสบความสำเร็จในการคิดค้นกระบวนการรีไซเคิลที่สะอาดและประหยัดพลังงานสำหรับ เทฟลอน (PTFE) หรือ โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ซึ่งเป็นหนึ่งในพลาสติกที่มีความทนทานต่อความร้อน และสารเคมีสูงที่สุดในโลก การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยจัดการกับขยะพลาสติกที่ย่อยสลายยาก แต่ยังสามารถเปลี่ยนเทฟลอนที่ถูกทิ้ง ให้กลายเป็นส่วนประกอบทางเคมีที่มีคุณค่า เช่น โซเดียมฟลูออไรด์ ที่ใช้ในยาสีฟันได้อีกด้วย
การค้นพบที่พลิกโฉมการจัดการ ‘สารเคมีตลอดกาล’
เทฟลอน (PTFE) เป็นวัสดุหลักที่เรารู้จักกันดี ในฐานะสารเคลือบกระทะที่ไม่ติด ทำให้มันเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในครัวเรือน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่ทนทานเป็นเลิศนี้เอง ที่ทำให้การรีไซเคิลเทฟลอนเป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง
เมื่อเทฟลอนถูกกำจัดด้วยวิธีการดั้งเดิม เช่น การเผา มันจะปล่อยสารมลพิษตกค้างที่เรียกว่า ‘สารเคมีตลอดกาล’ (PFAS) ซึ่งสามารถคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้นานหลายทศวรรษ ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพและระบบนิเวศอย่างใหญ่หลวง
ทางออก: กลศาสตร์เคมีที่ยั่งยืน
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลและมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมได้หันไปใช้แนวทางที่เรียกว่า กลศาสตร์เคมี (Mechanochemistry) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยาเคมีด้วยแรงเชิงกล (การเขย่า/การบด) แทนการใช้ความร้อนสูงหรือตัวทำละลายที่เป็นพิษ
ดร. โรลี อาร์มสตรอง ผู้เขียนหลักจากมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล อธิบายว่า “กระบวนการที่เราค้นพบนี้สามารถทำลาย พันธะคาร์บอน-ฟลูออรีน ที่แข็งแรงในเทฟลอนได้สำเร็จ เปลี่ยนเทฟลอนให้เป็น โซเดียมฟลูออไรด์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ใช้ในยาสีฟันที่มีฟลูออไรด์และน้ำดื่ม”
วิธีการนี้ทำได้โดยการนำเศษโลหะ โซเดียม ขนาดเล็กไปบดรวมกับเทฟลอนภายในภาชนะเหล็กปิดผนึกที่เรียกว่า เครื่องบดลูกบอล (Ball Mill) การบดด้วยแรงเชิงกลนี้ทำให้วัสดุทำปฏิกิริยากันที่ อุณหภูมิห้อง โดยไม่มีตัวทำละลายที่เป็นพิษ ซึ่งส่งผลให้เกิดการทำลายพันธะในเทฟลอน และได้ผลผลิตเป็น คาร์บอนที่ไม่เป็นอันตราย และ โซเดียมฟลูออไรด์
ฟลูออรีน: ทรัพยากรที่มีค่าจากขยะ
รองศาสตราจารย์ ดร. เออร์ลี ลู จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของฟลูออรีน “ฟลูออรีนเป็นธาตุสำคัญในชีวิตสมัยใหม่ มันถูกพบในยาใหม่ประมาณหนึ่งในสาม และในวัสดุขั้นสูงหลายชนิด… อย่างไรก็ตาม ฟลูออรีนได้มาจากการทำเหมืองและกระบวนการทางเคมีที่ใช้พลังงานสูงและก่อมลพิษสูงมาก”
ด้วยวิธีการใหม่นี้ ทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า โซเดียมฟลูออไรด์ที่กู้คืนมา สามารถนำไปใช้ได้ทันทีโดยไม่ต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม เพื่อสังเคราะห์สารประกอบที่มีฟลูออรีนอื่นๆ ที่มีคุณค่า เช่น ยา หรือเครื่องมือวินิจฉัย
ยืนยันความสะอาดด้วยเทคนิคขั้นสูง
การใช้ สเปกโทรสโกปี NMR ของของแข็งขั้นสูง ช่วยให้ทีมงานยืนยันได้ว่า กระบวนการนี้ผลิตโซเดียมฟลูออไรด์ที่สะอาดโดยไม่มีผลพลอยได้ที่เป็นอันตราย ซึ่งเป็นการตอกย้ำว่า วิธีการนี้เป็นทางเลือกที่ใช้พลังงานต่ำและปราศจากของเสีย เมื่อเทียบกับเทคนิคการกู้คืนฟลูออรีนแบบมาตรฐานที่ใช้กันอยู่
การค้นพบนี้เปิดประตูสู่การสร้างระบบหมุนเวียนฟลูออรีน ที่จะนำฟลูออรีนกลับมาใช้ใหม่จากของเสียอุตสาหกรรม แทนที่จะสูญเสียไปกับการกำจัด ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่ความยั่งยืนของการผลิตสารประกอบที่มีฟลูออรีนที่จำเป็นต่อโลกสมัยใหม่
อ้างอิง :
