แผ่นไหมไฟโบรอินผสมแป้งข้าวเจ้า

เผยแพร่บทความนี้

บทความที่แล้วได้กล่าวถึงวิธีเตรียมผงไฟโบรอินที่ละลายน้ำได้ รวมทั้งการนำไหมไฟโบรอินมาทำเป็นแผ่นฟิล์มไม่ละลายน้ำด้วยการแช่ในสารละลายในกลุ่มเอธานอลกันไปแล้ว คราวนี้เรามาฟังกันต่อเรื่องการทำแผ่นฟิล์มไหมไฟโบรอินผสมแป้งข้าวเจ้าที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งเป็นวิทยานิพนธ์ที่ผู้เขียนได้เคยทำตอนสมัยเรียนปริญญาเอกที่ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ โดยการนำไหมไฟโบรอินมาผสมกับแป้งเพื่อทำให้เป็นแผ่นไฮโดรเจล สาเหตุที่เลือกใช้ไหมไฟโบรอินเพราะมีคุณสมบัติที่ยอมให้ออกซิเจนซึมผ่านได้ ไม่เป็นพิษ และยังมีสมบัติเชิงกลที่แข็งแรง [1] ในขณะที่แป้งข้าวเจ้านอกจากจะมีราคาถูกแล้วยังสามารถเข้ากันกับไหมไฟโบรอินได้ดีอีกทั้งยังสามารถย่อยสลายได้เอง [2]

รูปที่ 1 ลักษณะภายนอกของแผ่นฟิล์มไหมไฟโบรอินผสมแป้งข้าวเจ้าที่อัตราส่วนต่าง ๆ (ก) 0:100, (ข) 5:95, (ค) 10:90, (ง) 20:80, (จ) 40:60, (ฉ) 60:40, (ช) 80:20 และ (ซ) 100:0 [3]

จากรูปที่ 1 ปัญหาที่พบก็คือเมื่อผสมไหมไฟโบรอินในปริมาณที่สูงขึ้นจะพบว่าแผ่นไฮโดรเจลนั้นมีความแข็งมากเมื่อเกิดการบิดงอจะเกิดการแตกหักได้ง่าย [3] ซึ่งเป็นผลมาจากสมบัติของไหมไฟโบรอินนั้นเอง เรามาดูหมู่ฟังก์ชั่นของไหมไฟโบรอินที่ผสมกับแป้งข้าวเจ้ากันซึ่งมีผลต่อการละลายในน้ำกันต่อในรูปที่ 2

รูปที่ 2 สเปกตรัม FTIR ของ (ก) ไหมไฟโบรอิน (ข) แป้งข้าวเจ้า (ค) ไหมไฟโบรอินผสมแป้งข้าวเจ้า

จากสเปกตรัม FTIR [4] ในรูป 2(ก) จะพบหมู่ N-H, amide I (C=O stretching), amide II (N-H bending), และ amide III (C-N stretching) ของไหมไฟโบรอินที่ 3287, 1639, 1526, และ 1241 cm-1 ตามลำดับ สเปกตรัม 2(ข) จะแสดงหมู่ O-H, C=O stretching, C-O bending และ C-O stretching ที่ 3424, 1651, 1229 และ 1013 cm-1 ตามลำดับ ในขณะที่สเปกตรัม 2(ค) จะเห็นได้ถึงหมู่ N-H ที่ซ้อนทับกับ O-H ที่ 3397 cm-1 ในขณะที่ amide I และ II จะเคลื่อนที่ขึ้นไป (shifted) ที่ 1639 และ 1526 cm-1 แต่ amide III ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง ซึ่งการที่เวฟนัมเบอร์ (wave number) มีค่ามากขึ้นจะบ่งบอกถึงพลังงานมีค่ามากขึ้นตามมา ซึ่งสุดท้ายเราก็จะได้แผ่นไฮโดรเจลที่มีการเชื่อมไขว้กันทางกายภาพจากหมู่ N-H ของไหมไฟโบรอินกับหมู่ O-H ของแป้งข้าวเจ้า โดยหมู่ N-H ก็มีการเชื่อมไขว้กับหมู่ C=O ของไหมไฟโบรอินด้วยเช่นกัน ซึ่งจะทำให้แผ่นฟิล์มละลายไม่ละลายน้ำหรือมีค่าการละลายต่ำลง ถ้าหากอยากอาศัยตัวช่วยอื่นละ ก็ขอตอบเลยว่าได้ ซึ่งตัวช่วยที่นิยมใช้กันมากก็คือตัวเชื่อมไขว้ (cross-linking agent) ซึ่งต้องเลือกใช้ตัวเชื่อมไขว้ที่ไม่อันตรายหรืออันตรายน้อยที่สุด งั้นขอยกยอดไปคราวหน้าเลยนะครับ


เอกสารอ้างอิง


[1] Jiang, C.; Wang, X.; Gunawidjaja, R.; Lin, Y.H.; Gupta, M.K.; Kaplan, D.L.; Naik R.R.; Tsukruk, V.V. Mechanical properties of robust ultrathin silk fibroin films.Adv. Funct. Mater.,2007, 17, 2229–2237.

[2] Shalviri,S.; Liu, Q.; Abdekhodaie, M.J.; Wua, X.Y. Novel modified starch–xanthan gum hydrogels for controlled drug delivery: synthesis and characterization.Carbohydr. Polym.,2010, 79, 898–907.

[3] Racksanti, R.; Janhom, S.; Punyanitya, S.; Watanesk, R.; Watanesk, S. Crosslinking density of silk fibroin - rice starch hydrogels modified with trisodium trimetaphosphate. Appl. Mech. Mater., 2014, 446-447, 366-372.

[4] Anucha Racksanti. Preparation and characterization of novel biodegradable blend from silk fibroin and rice starch. Doctor of Philosophy in Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Science, Chiang Mai University, 2014.



ร่วมแสดงความคิดเห็น