แนวคิดไบโอรีไฟเนอรี (biorefinery concept) เป็นกลยุทธ์หลักในการส่งเสริมความยั่งยืนของเศรษฐกิจชีวภาพ โดยการแปรรูปชีวมวลชนิดลิกโนเซลลูโลส (lignocellulosic biomass) ไปเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ สารเคมีแพลตฟอร์ม (platform chemicals) และผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง วัสดุซัลโฟเนตคาร์บอน/ซิลิกานาโนคอมพอสิต (sulfonated carbon/silica nanocomposites) ที่พื้นผิวมีหมู่ฟังก์ชันกรดซัลโฟนิก (–SO3H) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในการแปรรูปชีวมวลเป็นสารเคมีชีวภาพชนิดต่างๆ เนื่องจากวัสดุชนิดนี้มีความหนาแน่นของหมู่กรดซัลโฟนิก ซึ่งแสดงสภาพกรดแบบบรอนสเตด (Brønsted acidity) และพื้นผิวมีสภาพไม่ชอบน้ำที่เกิดจากคาร์บอน ขณะที่รูพรุนขนาดเมโซพอร์ช่วยส่งเสริมการแพร่ของโมเลกุลชีวมวลตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายที่จะพัฒนาวัสดุซัลโฟเนตคาร์บอน/ซิลิกานาโนคอมพอสิตชนิดใหม่ โดยใช้นาโนคอมพอสิตของยางธรรมชาติ (natural rubber, NR) และเฮกซะโกนอลเมโซพอรัสซิลิกา (hexagonal mesoporous silica, HMS) หรือ NR/HMS เป็นวัสดุตั้งต้น (precursor) ซึ่งนำไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน (carbonization) เพื่อเตรียมเป็นนาโนคอมพอสิตของคาร์บอนและซิลิกา (MCS nanocomposites) วัสดุนาโนคอมพอสิตชนิดนี้ที่มีพื้นที่ผิวและความพรุนสูง สามารถใช้เป็นตัวนำส่งยา (drug carrier) และควบคุมการปลดปล่อยยาในสภาวะที่ต้องการ หรือนำไปผ่านการดัดแปรพื้นผิวให้มีหมู่ฟังก์ชันกรดและ/หรือหมู่ฟังก์ชันเบส เพื่อนำไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการแปรรูปชีวมวลไปเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพและสารเคมีชีวภาพ ผลงานวิจัยนี้ถือเป็นงานวิจัยแรกของโลกที่ใช้ยางธรรมชาติเป็นวัตถุดิบในการเตรียมนาโนคอมพอสิตของคาร์บอน/ซิลิกา
A research output from collaboration with Prof. Toshiyuki Yokoi (Tokyo Institute of Technology, Japan) This work is published in Scientific Reports, Tier 1 Journal, JCR IF 3.998.
https://www.nature.com/articles/s41598-020-69963-3
