จากหลอดทดลองสู่ความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

บทบาทของพลาสติกในวิทยาศาสตร์: จากหลอดทดลองสู่ความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

         พลาสติกกลายเป็นวัสดุหลักในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน เนื่องจากมีคุณสมบัติเหมาะสมต่อการใช้งานที่ต้องการความสะอาด ความปลอดภัย และต้นทุนที่คุ้มค่า เมื่อเทียบกับวัสดุอื่น เช่น แก้วหรือโลหะ พลาสติกสามารถผลิตให้เหมาะกับงานเฉพาะทางได้หลากหลาย ทั้งอุปกรณ์ใช้ซ้ำและแบบใช้แล้วทิ้ง เช่น หลอดทดลอง ทิปปิเปต ถุงตัวอย่าง หรือจานเพาะเชื้อ การเลือกใช้ชนิดของพลาสติกให้เหมาะสมกับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องเข้าใจถึงสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของวัสดุแต่ละชนิด เพื่อให้เกิดความปลอดภัย ความแม่นยำ และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการจัดการของเสีย

ประเภทของพลาสติกที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ

1. Polypropylene (PP) มีคุณสมบัติเด่นที่ทนต่ออุณหภูมิสูง (ถึง ~120°C) สามารนึ่งฆ่าเชื้อในหม้อนึ่งแรงดัน (autoclave) ได้โดยไม่เปลี่ยนรูป มีน้ำหนักเบา และไม่เปราะ ทนสารเคมีได้หลายชนิด แต่ไม่เหมาะกับสารอินทรีย์ระเหยแรง เช่น โทลูอีน หรือคลอโรฟอร์ม
   ตัวอย่างการใช้งาน: หลอด microcentrifuge, ขวดสารเคมี, กล่องบรรจุภัณฑ์, ทิปสพำหรับปิเปต เป็นต้น
   
2. Polyethylene (PE) แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ LDPE (Low-density polyethylene) มีความอ่อนนุ่ม ยืดหยุ่นสูง และ HDPE (High-density polyethylene) จะมีความแข็งกว่า ทนสารเคมีได้ดีกว่า เหมาะกับการใช้งานทั่วไป ไม่ดูดความชื้น แต่จะเป็นพลาสติกที่ไม่ทนความร้อน นำไปนึ่งฆ่าเชื้อไม่ได้
   ตัวอย่างการใช้งาน: ขวดบีบ, ถุงเก็บตัวอย่าง, ภาชนะใส่ของเหลว เป็นต้น
   
   
3. Polystyrene (PS) มีลักษณะโปร่งใส มันวาว สามารถเห็นของเหลวภายในได้อย่างชัดเจน เหมาะกับงานวิเคราะห์แสง (Spectrophotometer) มีราคาถูก แต่ไม่ทนต่อแรงกระแทก เปราะง่าย และไม่ทนความร้อน
   ตัวอย่างการใช้งาน: จานเพาะเชื้อ, หลอดทดลอง, ไมโครเพลต (96-well plate) เป็นต้น
   
   
4. Polycarbonate (PC) มีความแข็งแรง ทนต่อแรงดันและแรงกระแทกได้ดี มีลักษณะโปร่งใสเหมือนแก้ว แต่ไม่ทนต่อสารเคมีบางชนิด เช่น อะซีโตน
   ตัวอย่างการใช้งาน: ขวดสุญญากาศ, ชิ้นส่วนของเครื่องมือวิเคราะห์ เป็นต้น
   
   
5. Polytetrafluoroethylene (PTFE หรือ Teflon) มีคุณสมบัติเด่นในการทนต่อสารเคมีเกือบทุกชนิด ทนความร้อนได้สูงถึง 260°C เหมาะกับงานทีต้องการความแม่นยำสูง แต่จะมีราคาสูงกว่าพลาสติกทั่วไป
   ตัวอย่างการใช้งาน: ภาชนะบรรจุสารเคมีอันตราย เช่น กรดซัลฟิวริกเข้มข้น อุปกรณ์ในงาน HPLC, GC เป็นต้น

         การใช้งานพลาสติกในห้องปฎิบัติการช่วยลดภาระค่าใช้จ่าย มีราคาประหยัด เนื่องจากผลิตจำนวนมากได้ในต้นทุนต่ำ พลาสติกมีน้ำหนักเบา สามารถพกพาและจัดเก็บได้ง่าย ไม่เปราะหรือแตกง่าย ปลอดภัยกว่าการใช้อุปกรณ์แก้ว รวมถึงมีพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงจากการปนเปื้อนข้ามตัวอย่าง แต่พลาสติกก็มีข้อจำกัดและข้อควรระวังเช่นกัน เนื่องจากพลาสติกบางชนิดไม่เหมาะกับงานที่ต้องทนต่อความร้อนหรือสารเคมีรุนแรง การใช้งานพลาสติกผิดประเภทอาจทำให้สารที่อยู่ในพลาสติกซึมเข้าสู่ตัวอย่างได้ (leachate) และที่สำคัญควรตรวจสอบว่าอุปกรณ์พลาสติกผ่านการรับรองมาตรฐาน เช่น DNase/RNase-free, pyrogen-free สำหรับงานชีวโมเลกุล
          ในขณะที่โลกกำลังเผชิญกับปัญหาขยะพลาสติกสะสมมากขึ้น ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ก็ไม่อาจหลีกเลี่ยงการเป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดขยะพลาสติก โดยเฉพาะจากอุปกรณ์ใช้แล้วทิ้ง เช่น ทิปปิเปต หลอดทดลอง ถุงเก็บตัวอย่าง หรือจานเพาะเชื้อจำนวนมาก การกำจัดของเสียพลาสติกในห้องปฏิบัติการให้ถูกต้องเป็นอีกปัจจัยหนึ่งทีมีความสำคัญ และเพื่อให้สอดคล้องกับเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมขององค์กรทั่วโลก หลายห้องแล็บจึงเริ่มนำแนวคิด “Green Lab” หรือ “Sustainable Laboratory” มาใช้ ซึ่งหมายถึงการออกแบบและดำเนินการในห้องปฏิบัติการให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ควบคู่กับการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการมองหาวัสดุทดแทน เช่น

1.  การใช้พลาสติกชีวภาพ (Bioplastics) เป็นพลาสติกที่ผลิตจากพืช ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิต และบางชนิดสามารถย่อยสลายได้ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดในด้านต้นทุน ความทนทานต่อสารเคมี และอายุการใช้งาน
   
   
2. การกลับมาใช้วัสดุแบบใช้ซ้ำ (Reusable materials) ในงานที่ไม่มีความเสี่ยงสูงต่อการปนเปื้อน ห้องแล็บสามารถหันมาใช้วัสดุที่ล้างทำความสะอาดและฆ่าเชื้อซ้ำได้ เช่น ทิปแบบ refill และกล่องทิปแบบใช้ซ้ำได้
   
   
3. การวางแผนออกแบบการทดลอง เพื่อประหยัดวัสดุ ให้ใช้วัสดุสิ้นเปลืองให้น้อยลง เทคโนโลยีอัตโนมัติและระบบดิจิทัลก็เข้ามามีบทบาท เช่น เครื่องมือที่ใช้ระบบ e-lab หรือ digital pipetting system ที่แม่นยำและลดการสูญเสียวัสดุได้มาก
   
   
4. มาตรการสนับสนุนและการรับรองห้องแล็บสีเขียว (Green Lab Certification) จัดการให้มีระบบรองรับห้องปฏิบัติการที่ดำเนินการอย่างยั่งยืน ในประเทศไทยได้ดำเนินการมาตรการ Green Lab Thailand นำร่องโครงการโดยสถาบันวิจัยบางแห่ง
   
   
5. นวัตกรรมวัสดุที่กำลังพัฒนา เพื่อพัฒนาวัสดุใหม่สำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ เช่น พลาสติกย่อยสลายได้ในน้ำ วัสดุคอมโพสิตจากเส้นใยธรรมชาติ หรือพลาสติกแบบ smart material ที่เปลี่ยนสีเมื่อหมดอายุใช้งาน หรือเสื่อมคุณสมบัติ

         พลาสติกมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในงานวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ แต่การใช้งานที่ปลอดภัยและยั่งยืนจำเป็นต้องอาศัยความรู้ด้านวัสดุ การเลือกให้เหมาะกับประเภทของการทดลอง ตลอดจนมีแนวทางจัดการของเสียอย่างมีประสิทธิภาพ บทบาทของนักวิทยาศาสตร์จึงไม่ใช่เพียงการเลือกใช้อุปกรณ์ให้ตรงงาน แต่ยังต้องรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมด้วยการลดการใช้พลาสติกอย่างไม่จำเป็น และมองหาทางเลือกใหม่ที่ปลอดภัย ยั่งยืน และเป็นมิตรกับโลกใบนี้มากยิ่งขึ้น