แม้ว่าในการระบาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 ระลอกใหม่นี้จะไม่ได้เกิดวิกฤตการขาดแคลนหน้ากากอนามัยเกิดขึ้นเป็นวงกว้างเหมือนการแพร่ระบาดในรอบแรก ทว่า หากมองไปในระยะยาว หากสถานการณ์การระบาดในครั้งนี้ยังเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและยาวนาน การขาดแคลนหน้ากากอาจเกิดขึ้นในกลุ่มบุคลากรทางการแพทย์ก็ได้ เพราะแน่นอนว่ากลุ่มอาชีพนี้เป็นเหมือนนักรบแนวหน้าที่ต้องมีอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยครบมือ เพื่อสู้ศึกในครั้งนี้ให้ได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีนักวิจัยได้หยิบเอาประเด็นความเป็นห่วงในเรื่องนี้มาเป็นโจทย์ในการศึกษาวิจัย จนกระทั่งได้ค้นพบคุณสมบัติพิเศษใน หน้ากากผ้าไหมไทย ว่าสามารถใช้ทดแทน ‘หน้ากากทางการแพทย์’ ได้จริง

โดย 2 งานวิจัยนี้ ที่เราหยิบมาอัปเดตให้ได้ทราบกันนี้ แม้จะมีบทสรุปเหมือนกันในเรื่องของคุณสมบัติของเส้นใยไหมไทย ที่มีประสิทธิภาพในระดับใช้แทนหน้ากากทางการแพทย์ได้ และ ใช้แทนหน้ากาก N95 ได้ แต่เทคโนโลยีและกระบวนการที่ใช้ในการพิสูจน์และศึกษาวิจัยนั้นแตกต่างกันไป

หน้ากากผ้าไหมไทย คุณสมบัติเทียบเท่า หน้ากาก N95 ซักได้ ระบายเหงื่อ ลดแบคทีเรียได้จริง

สำหรับผลงานวิจัยที่ยืนยันประสิทธิภาพของ หน้ากากผ้าไหมไทย ชิ้นแรก เป็นผลงานของ ดร.รังสิมา ชลคุป นักวิจัยจาก สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ที่มีความตั้งใจในการพัฒนาหน้ากากผ้าให้สามารถกรองฝุ่นและเชื้อโรคได้ ซึ่งพบว่าหน้ากาผ้าที่จะมีคุณสมบัติเช่นนั้นได้จะต้องมีชั้นหน้ากากที่เหมาะสม การเลือกผ้าทำหน้ากากจึงสำคัญ ทั้งด้านนอก และด้านใน เพื่อให้หน้ากากผ้ามีประสิทธิภาพในการกรองฝุ่นหรือเชื้อโรค จุลชีพ ได้

ดร.รังสิมา ชลคุป นักวิจัยจาก สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

คณะผู้วิจัยจึงได้ศึกษาโครงสร้างผ้าไหมหม่อน (Mulberry silk, Bombyx mori) ว่ามีคุณสมบัติการซึมผ่านอากาศ และมีคุณสมบัติด้าน KES Kawabata ทางประสาทสัมผัสแค่ไหน ซึ่งพบว่าผ้าไหมที่ทอด้วยไฟลาเม้นท์ไหมหม่อน มีโครงสร้างการทอที่แน่น ทำให้ค่าการซึมผ่านอากาศต่ำ จึงมีประสิทธิภาพในการกรองฝุ่นหรือเชื้อโรค จุลชีพ ได้ นอกจากนั้นผ้าไหมยังมีความคงทนต่อการขัดถูสูง ไม่เป็นขุยง่าย เพราะเป็นเส้นใยยาว ต่างจากผ้าฝ้ายซึ่งเป็นเส้นใยสั้น

ทั้งเส้นไหมยังมีคุณสมบัติในการต้านแบคทีเรีย สามารถนำมาเป็นหน้ากากชั้นนอกได้ รวมทั้งการตกแต่งสะท้อนน้ำทำให้ลดการแพร่ผ่านของสารคัดหลั่งผ่านทางเดินหายใจ

และชั้นที่สองเป็นชั้นที่ใส่แผ่นกรอง meltblown ที่มีการผนึกสารอนุภาคซิลเวอร์นาโนด้วยเทคโนโลยีสีเขียว (Green Biosynthesis) ซึ่งมีสมบัติยับยั้งแบคทีเรีย และแผ่นที่สัมผัสกับจมูกปาก ได้ใช้ผ้าไหมด้วยเส้นไหมอีรี่ ซึ่งเป็นไหมป่า ที่กินใบมันสำปะหลัง นำมาทำเป็นเส้นพุ่ง เส้นด้ายไหมอีรี่ที่คุณสมบัติ antibacterial และ UV blocking จึงเหมาะกับพัฒนาเป็น smart fabric ที่สามารถดูดกลิ่น ซับเหงื่อ และไม่เหม็นอับ

โดย หน้ากากผ้าไหมไทย ต้นแบบ จากงานวิจัยชิ้นนี้ ได้ออกแบบมาให้ตัวหน้ากากมีโครงสร้าง 3 ชั้น คือ

1. ผ้าไหมไฟลาเม้นท์ทอด้วยโครงสร้างแน่น เคลือบสารสะท้อนน้ำ ป้องกันสารคัดหลั่ง น้ำมูก น้ำลาย เลือด ตาม มาตรฐาน มอก.
2. แผ่นกรอง melt blown เคลือบสารอนุภาคซิลเวอร์นาโน สังเคราะห์ด้วยเทคโนโลยีสีเขียว ยับยั้งแบคทีเรีย จุลชีพ และกรองฝุ่น
3. ผ้าไหมที่มีโครงสร้างหลวม และใช้ไหมอีรี่เป็นเส้นพุ่ง ช่วยต้านแบคทีเรีย และหายใจได้สะดวก

ความพิเศษของหน้ากากไหมไทยนี้ยังอยู่ที่ การออกแบบโครงสร้างหน้ากากให้แนบกับจมูกและรูปทรงหน้า ตามหลักการการออกแบบหน้ากากให้ครอบปากและจมูก ที่ได้ไอเดียต่อยอดการออกแบบนี้มาจาก หน้ากาก N95 ผ้า 2 ชั้น ร่วมกับแผ่นกรอง ทำงานร่วมกัน ทำให้สามารถกรองฝุ่นและละอองฝอยจากเสมหะขนาดเล็กระดับ 2.5-5 ไมครอนได้ ที่สำคัญ ยังสามารถซักล้างได้ด้วย

ที่สุดแล้ว หน้ากากผ้าไหมไทย จากงานวิจัยของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ชิ้นนี้ ยังสร้างประโยชน์ในด้านการนำผ้าไหมไทยทั้งไหมหม่อนและไหมอีรี่ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ผ้าไทยไปต่อยอด สร้างมูลค่าเพิ่ม สร้างรายได้ให้ชุมชน ได้อย่างยั่งยืน

ใช้เทคโนโลยีซินโครตรอน การันตีอีกแรง หน้ากากผ้าไหมไทย ใช้แทนหน้ากากทางการแพทย์ได้จริง

มาถึงรายงานข่าวล่าสุด ที่กล่าวถึงความสำเร็จอีกขั้นในการใช้เทคโนโลยีชั้นสูง หรือ เทคโนโลยีแสงซินโครตรอน ยืนยันในคุณสมบัติของไหมไทย ว่าสามารถนำมาทำหน้ากากผ้าที่มีคุณสมบัติทดแทนหน้ากากทางการแพทย์ได้จริง

ดร.แคทลียา โรจนิวิริยะ นักวิจัยศาสตร์ระบบลำเลียงแสง จาก สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)

โดย ดร.แคทลียา โรจนิวิริยะ นักวิจัยศาสตร์ระบบลำเลียงแสง จาก สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้อธิบายเพิ่มเติมถึง ผลการศึกษาวิจัยในเรื่องคุณสมบัติของเส้นใยไหมไทย ด้วยเทคโนโลยีแสงซินโครตรอน ว่า

“ผลการศึกษาด้วยแสงซินโครตรอน ในเทคนิค X-ray tomographic microscopy (XTM) สามารถบ่งชี้ลักษณะของเส้นใย ขนาดเส้นด้าย และรูปแบบการทอ รวมถึงการกระจายตัวของช่องว่างภายในผ้าได้แบบสามมิติ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพการกรองของผ้าชนิดต่างๆ”

“ผลวิเคราะห์แบบสามมิติ พบว่า ผ้าไหมธรรมชาติมีขนาดเส้นด้ายที่เล็กและยาวต่อเนื่องกว่าผ้าที่ทอด้วยเส้นใยสังเคราะห์  ทำให้รูปแบบการทอสามารถทอได้แน่นสม่ำเสมอและมีช่องว่างขนาดเล็ก ทีมวิจัยจึงนำองค์ความรู้ที่ได้ไปใช้ออกแบบรูปแบบการทอผ้าไหมให้สามารถกรองฝุ่นและแบคทีเรียได้ดีเทียบเท่ากับหน้ากากทางการแพทย์”

“โดยได้ปรับเปลี่ยนขนาดเส้นไหมเป็นไหมควบ 3 เส้นและทอลายขัด 2 ตะกอ ซึ่งทดสอบแล้วพบว่าผ้าไหมนี้กรองอนุภาค PM 2.5 และ 0.3 ไมครอนได้มากถึง 85% ดีกว่าผ้ามัสลินที่กรองได้เพียง 16-18% แต่ที่พิเศษกว่าก็คือผ้าไหมยังให้การระบายอากาศได้ดี ให้ความรู้สึกเย็นและไม่ทำให้อึดอัดหากต้องสวมใส่เป็นเวลานาน”

“รวมถึงผลการวิเคราะห์ผ้าไหมด้วยเทคนิค in situ wide-angle X-ray scattering (WAXS) ยังพบว่าผ้าไหมมีโครงสร้างผลึกที่แข็งแรง ทนต่อแรงดึงได้ดีกว่าผ้ามัสลินที่นิยมใช้ทำหน้ากากในปัจจุบัน จึงสามารถซักและนำกลับมาใช้ซ้ำได้โดยไม่มีผลต่อโครงสร้าง”

“นอกจากนี้ยังพบว่าในผ้าไหมมีการกระจายของตัวของซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ในธรรมชาติ ซึ่งมีศักยภาพในการต้านเชื้อแบคทีเรียจากการวิเคราะห์โครงสร้างเคมีเชิงลึกด้วยเทคนิค X-ray absorption near edge spectroscopy (XANES) และ X-ray fluorescence spectroscopy (XRF)”

นอกเหนือจากผลการวิจัยที่มายืนยันถึงคุณสมบัติที่ดีของเส้นใยไหมไทยแล้ว ดร.แคทลียา ยังให้ข้อมูลเพิ่มเติมถึงการต่อยอดผลงานวิจัยนี้ไปสร้างประโยชน์ในรูปแบบของการออกแบบเป็นผลิตภัณฑ์ชุมชนว่า

“งานวิจัยนี้ยังเป็นผลงานวิจัยนำร่องที่ทำให้เห็นว่า เราสามารถนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงมาวิเคราะห์และพัฒนาเพื่อยกระดับสิ่งทอท้องถิ่น เป็นการเพิ่มคุณค่าและมูลค่าของสิ่งทอที่นอกจากจะทำให้ผู้สวมใส่สวยงามแล้ว ยังสามารถออกแบบให้ใช้งานได้จริง เช่น การพัฒนาหน้ากากผ้าจากผ้าไหมที่เพิ่มคุณสมบัติการกรองเข้าไปด้วยการปรับเปลี่ยนขนาดเส้นใยและรูปแบบการทอให้ได้มาตรฐานการกรองสามารถนำมาใช้ทดแทนหน้ากากทางการแพทย์ได้ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม”

“และองค์ความรู้ที่ได้นี้ยังสามารถต่อยอดไปสู่การออกแบบและพัฒนานวัตกรรมสิ่งทอจากเส้นใยธรรมชาติที่มีอยู่มากมายในประเทศในรูปแบบอื่นให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ  ซึ่งทำให้เกิดการสร้างงาน สร้างรายได้ในท้องถิ่นด้วย”

ที่มา :

บทความเรื่อง “หน้ากากผ้าไหม N95 แบบซักได้” เผยแพร่ใน เว็บไซต์ สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

บทความเรื่อง “ซินโครตรอนออกแบบและวิจัย พัฒนาหน้ากากผ้าไหมไทย ทดแทนหน้ากากทางการแพทย์ ส่งเสริมวิสาหกิจชุมชน เพิ่มรายได้แก่เกษตรกรเลี้ยงไหมของไทย” เผยแพร่ในเว็บไซต์ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม
https://www.salika.co/2021/01/18/silk-mask-quality-fight-covid/