ผู้ดำเนินการร่วม
เม็ดบีด Cu/chitosan ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสีเขียวและนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับการสังเคราะห์อิมีนด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันควบคู่
Uniform Cu/chitosan beads as a green and reusable catalyst for facile synthesis of imines via oxidative coupling reaction
ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าในช่วงชีวิตของเราล้วนต้องเคยบริโภคหรือใช้ข้าวของที่สังเคราะห์ขึ้นมาจากสารเคมี ไม่ทางตรงก็ทางอ้อม ซึ่งในการสังเคราะห์สารหนึ่งชนิดจะต้องมีสารเคมีตั้งต้นมาทำปฏิกิริยาและให้ผลผลิตที่ต้องการออกมา แต่บางปฏิกิริยาถ้าปล่อยให้เกิดเองตามธรรมชาติอาจเป็นไปได้ยากหรือใช้เวลานาน จึงต้องอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยามาช่วยให้กระบวนการเกิดปฏิกิริยาเกิดได้ง่ายและเร็วขึ้น
การสังเคราะห์อิมีน (Imine) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และสารเคมีทางการเกษตร (Agrochemicals) ก็เป็นหนึ่งในกระบวนการที่จำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ปัจจุบันกระบวนการนี้ใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อส่งแวดล้อม และยังมีข้อจำกัดคือสามารถใช้ได้เพียงครั้งเดียว เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยากับสารตั้งต้นอยู่ในสถานะที่เป็นของเหลวเหมือนกัน (Homogeneous Catalysis) ทำให้การแยกตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ซ้ำทำได้ยาก
ในงานวิจัยนี้ นักเคมีจึงได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสถานะแตกต่างจากสารตั้งต้น หรือ ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ (Heterogeneous Catalysis) ออกมาในรูปแบบเม็ดบีดคอปเปอร์/ไคโตซาน (Cu/chitosan) ซึ่งมีสถานะเป็นของแข็ง สามารถแยกจากของเหลวได้ง่าย เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และราคาไม่แพง
โดยใช้คอปเปอร์ หรือทองแดง ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความเรียบง่าย และเร่งปฏิกิริยาได้ดี นำมาจับคู่กับไคโตซาน ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่สามารถสกัดได้จากเปลือกกุ้ง หรือกระดองปู ที่มีโครงสร้างสามารถจับกับคอปเปอร์ได้ดี และออกแบบระบบที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ในการเตรียมเม็ดบีดคอปเปอร์/ไคโตซาน
ในอนาคตทีมวิจัยมีแผนจะพัฒนาเม็ดบีดให้มีอายุการใช้งานและความทนทานมากขึ้น โดยเสริมความแข็งแรงเชิงกลของไคโตซานด้วยเส้นใยธรรมชาติ เช่น เซลลูโลส เพื่อขยายผลการใช้งานกับปฏิกิริยาเคมีอื่น ๆ ที่มีสภาวะรุนแรง เช่น มีความเป็นกรด-เบสสูง อุณภูมิสูง เป็นต้น
โดยสรุปแล้วการวิจัยนี้เป็นการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ง่าย ลดการปล่อยของเสียสู่สิ่งแวดล้อม รวมถึงลดต้นทุนในการผลิต นับเป็นการสร้างทางเลือกในการจัดการอย่างยั่งยืนและใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อลดผลกระทบทางลบต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในอนาคต
SDGs หลัก
สร้างหลักประกันให้มีแบบแผนการผลิตและการบริโภคที่ยั่งยืน
(Ensure sustainable consumption and production patterns)
