หุ่นยนต์กับความหวังของท้องทะเล

            ปี 1856 สารสังเคราะห์ไนโตรเซลลูโลส (nitrocellulose) หรือพาร์กเกไซน์ (Parkesine) พลาสติกชนิดแรกของโลก ถูกคิดค้นขึ้นโดยอาศัยการทำปฏิกิริยาของฝ้ายกับกรดไนตริกโดยอเล็กซานเดอร์ พาร์กเกอร์ส  (Alexander Parkes) ต่อมาได้ถูกพัฒนาโดยจอห์น วีสลีย์ ( John Wesley Hyatt) ผู้ค้นพบการนำเซลลูโลสไนเตรทมาละลายทำปฏิกิริยากับการบูรภายใต้ความร้อนทำให้ได้เป็นพลาสติกที่เรียกว่า เซลลูลอยด์ (Celluloid) ที่สามารถนำไปขึ้นรูปได้ กระทั่งนำมาสู่การค้นพบวิธีการผลิตสารสังเคราะห์ฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ เรซิน (Phenol Formaldehyde Resin) หรือเบเกอร์ไลท์ (Bakelite) ซึ่งถือเป็นพลาสติกสังเคราะห์ชนิดแรกของโลกโดย ลีโอ บีเกอร์แลนด์ (Leo Baekeland) ในปี ค.ศ. 1907 

            ตลอดระยะเวลา 50 ปีของการพัฒนาพลาสติก ทุกวันนี้โลกเรามีพลาสติกหลากหลายชนิดมาก เช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl chloride: PVC) พอลิสไตรนี (Polystyrene PS) พอลิเอทิลนี (Polyethylene: PE) พอลิเอทิลนี เทเรฟทาเลต (Polyethylene terephthalate: PET) และพอลิโพรพีลนี (Polypropylene: PP) ซึ่งยังคงแพร่หลายอยู่ในเกือบทุกอุตสาหกรรมของโลก เนื่องจากคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของมัน สามารถผลิตได้ทุกขนาดตามแต่ที่เราต้องการ ตั้งแต่พลาสติกขนาดใหญ่มาก ไปจนถึงพลาสติกขนาดเล็กมากๆ อย่างไมโครพลาสติก 

             ปัจจุบันพลาสติกเริ่มสำแดงปัญหามากขึ้นเรื่อยๆ เพราะความยากในการย่อยสลาย เปรียบเทียบให้เห็นภาพ ให้เราลองนึกถึงที่โดนกัดกร่อนตามเวลาจนกลายเป็นทรายเม็ดเล็กๆ พลาสติกก็เช่นกัน กว่าจะหายไปจากโลก พลาสติกต้องผ่านกระบวนการฉีก แตก หัก กร่อนและถูกย่อยเป็นชิ้นเล็กลงเรื่อยๆ 

            ยังไม่นับกับพลาสติกที่ถูกผลิตมาให้มีขนาดเล็กมากเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่เรียกว่าไมโครพลาสติกที่มีขนาดตั้งแต่ 5 มิลลิเมตรลงไป ไมโครพลาสติกเหล่านี้ปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อมและพบมาขึ้นเรื่อยๆ ในสัตว์น้ำและแพลงก์ตอนสัตว์ พบว่ามีการสะสมในเนื้อเยื่อ มีผลกระทบต่อระบบการหายใจ การย่อยอาหาร การสืบพันธุ์ การเจริญ ทำให้ตัวอ่อนมีการเจริญที่ผิดปกติ และเพิ่มอัตราการตายในสัตว์น้ำ และยังพบด้วยว่าพบว่าสาหร่าย 2 ชนิด Chlorella และ Scenedesmus สามารถดูดซับ และสะสมพลาสติกชนิด PS ที่มีขนาดเล็กระดับนาโนเมตร (nano - PS) ส่งผลให้เกิดการลดลงของกระบวนการสังเคราะห์แสง จากรายงานยังพบด้วยว่าพลาลาสติก PVC ขนาด 1 ไมโครเมตร ที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำสามารถกระทบต่อการเจริญ และสังเคราะห์แสงของสาหร่ายทะเล  ทั้งหมดนี้ล้วนแล้วแต่เป็นิส่งที่น่ากังวล แล้วเรามีขยะพลาสติกขนาดเล็กนี้มากแค่ไหนในสิ่งแวดล้อม 

            เราลองมาคำนวนกันง่ายๆ ว่าเมื่อเราใช้ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดใบหน้าและร่างกายที่ประกอบด้วยเม็ดไมโครพลาสติกใน 1 ครั้งจะมีเม็ดไมโครพลาสติกประมาณ 4,594 - 94,500 เม็ดปนเปื้อนลงสู่น้ำและถูกชะล้างลงสู่ท่อระบายน้ำก่อนที่จะออกสู่สิ่งแวดล้อม หากคำนวนนำ้หนักของไมโครพลาสติกที่ปนเปื้อนลงแหล่งน้ำเมื่อใช้ผลิตภัณฑ์แต่ละคนวันเท่ากับ 2.4 กรัมหรือประมาณ 0.876 กิโลกรัม/ปี/คน ซึ่งเมื่อนำ ตัวเลขนี้มาคำนวณกับประชากรประเทศไทยหรือประชากรโลก จะพบว่ามีไมโครพลาสติก ที่ปนเปื้อนลงสู่แหล่งนี้ มากกว่าแสนตันต่อปี เฉพาะคนไทยก็อาจผลิตได้มากกว่า 30,660 ตัน/ปี  จากการประมาณระยะเวลาของการใช้ผลิตภัณฑ์ ไมโครพลาสติก ซึ่งมีไม่น้อยกว่า 10-15 ปี ปริมาณไมโครพลาสติกนั้นเรียกว่ามากมายมหาศาล แม้ว่าจะมีการสั่งระงับการใช้ไมโครพลาสติกไปแล้วก๋ตาม แต่ก็ยังมีการปนเปื้อนอยู่ในปริมาณของเมล็ดพลาสติกในสิ่งวแดล้อมมากมายอยู่ดีนั่นเอง 

            สถานการณ์ในประเทศไทยไม่สู้ดีนักเพราะเราถูกกล่าวหาว่าเป็นประเทศผู้ปล่อยขยะลงสู่แหล่งนี้มากเป็นอันดับ 6 ของโลก แต่ยังไม่มีไม่มีการเก็บข้อมูลหรือการวางแผนการลดผลกระทบจากเมล็ดพลาสติกเหล่านี้อย่างเป็นรูปธรรม แต่ในต่างประเทศ หลายประเทศมีความพยายามที่ไกลกว่าการเก็บข้อมูลแล้ว เช่นในจีน  นักวิทยาศาสตร์จีนจากมหาวิทยาลัยเสฉวน ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศ ได้พัฒนาหุ่นยนต์ปลาที่สามารถกำจัดไมโครพลาสติกออกจากสภาพแวดล้อมทางน้ำได้ นักวิจัยที่ทำงานในโครงการนี้กล่าวว่า หุ่นยนต์ดังกล่าวสามารถช่วยขจัดพลาสติกที่เป็นมลพิษอยู่ในมหาสมุทรทั่วโลก โดย หุ่นยนต์ปลา ที่ทำมาจากสารประกอบเคมีชนิดอ่อนนี้มีความยาวประมาณ 1.3 เซนติเมตร และได้รับการออกแบบให้สามารถดูดซับไมโครพลาสติกในขณะเคลื่อนที่ผ่านน้ำได้ นักวิจัยกล่าวว่า หุ่นยนต์ดังกล่าวนี้สามารถทำงานได้ดีในน้ำตื้น และในอนาคตวางแผนที่จะทำการทดสอบเพิ่มเติมในน้ำลึกอีกด้วย 

            ทั้งนี้ หุ่นยนต์ปลา ถูกสร้างขึ้นเพื่อมุ่งกำจัดไมโครพลาสติกซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 5 มิลลิเมตร การศึกษายืนยันว่ามีการค้นพบไมโครพลาสติกที่เป็นมลพิษในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหลายแห่ง โดยไมโครพลาสติกเหล่านี้มาจากการสลายตัวของผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตขึ้นมาตลอดจน สิ่งปฏิกูลทางด้านอุตสาหกรรม 

            หุ่นยนต์นี้สามารถควบคุมได้ด้วยแสง จากการเปิดและปิดแสงเลเซอร์อินฟราเรดระยะใกล้ ทำให้หางของปลาขยับไปมา นอกจากนี้มันยังสามารถว่ายน้ำได้เร็วถึง 2.76 อัตราส่วนความยาวของลำตัวต่อวินาที ซึ่งนักวิจัยบอกว่าหุ่นยนต์ปลาว่ายน้ำได้เร็วกว่าหุ่นยนต์ชนิดนิ่มส่วนใหญ่ที่มีความคล้ายคลึงกัน 

            ปัจจุบันมีการใช้หุ่นยนต์ขนาดเล็กที่มีน้ำหนักเบาในการเก็บรวบรวมไมโครพลาสติกเพื่อการศึกษาวิจัย และได้มีการวางแผนที่จะขยายการใช้งานดังกล่าวเพื่อให้ หุ่นยนต์ปลา สามารถกำจัดขยะไมโครพลาสติกออกจากบริเวณมหาสมุทรลึกได้จำนวนมากขึ้น นักวิจัยกล่าวต่อไปว่า หุ่นยนต์ปลาสามารถกำจัดไมโครพลาสติกได้หลายประเภท อีกทั้งยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้หากได้รับความเสียหาย และหาก หุ่นยนต์ปลาถูกปลาจริงกินเข้าไปโดยบังเอิญ มันก็สามารถย่อยได้อย่างปลอดภัย 

            นักวิจัยอาจสามารถพัฒนาหุ่นยนต์ที่คล้ายกันนี้ แล้วนำไปใส่ไว้ในร่างกายของมนุษย์เพื่อกำจัดวัสดุหรือโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ที่ไม่ต้องการได้ 

            นักวิทยาศาสตร์รายงานการค้นพบของพวกเขาเอาไว้ในการศึกษาฉบับใหม่ที่ตีพิมพ์อยู่ในวารสาร Nano Letters ของ American Chemical Society ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลสหรัฐฯ

ลองเข้าไปหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จากลิ้งค์ https://pubs.acs.org/journal/nalefd