การเตรียมและศึกษาสมบัติแผ่นเส้นใยโครงร่างขนาดนาโนจากสารละลายไหมด้วยวิธีอิเล็กโตรสปินนิ่งเพื่อการประยุกต์ใช้ในชีววิทยาทางการแพทย์

เป้าหมายของงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักอยู่ 3 ประการ คือ 1.การสร้างเครื่องมืออิเล็กโตรสปินนิ่งอย่างง่ายเพื่อใช้ในการสร้างเส้นใยนาโน 2.การศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับขึ้นรูปเส้นใยนาโนของไหมให้มีความสม่ำเสมอ และ 3.การสร้างเส้นใยผสมของไหมผสม SF/PVP พร้อมทั้งศึกษาสมบัติต่าง ๆ ของเส้นใยนาโนที่เตรียมได้ จากการทดลองพบว่าประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องมืออิเล็กโตรสปินนิ่งอย่างง่าย จำนวน 1 ชุด และพบว่าระบบการฉีดแนวเฉียงมุม 45 องศา เหมาะสมที่จะนำไปประยุกต์ใช้เตรียมเส้นใยไหม สำหรับระบบทำตัวละลายที่เหมาะสมสำหรับการละลายเส้นใยไหมไฟโบรอินเพื่อเตรียมเป็นผงไหม (silk sponge) คือ 9.3 M LiBr สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปเส้นใยให้มีความสม่ำเสมอ ประกอบด้วย ความเข้มข้นของสารละลายไหมเท่ากับ 15% w/v ศักย์ไฟฟ้าที่ใช้เท่ากับ 15 kV และระยะห่างระหว่างปลายเข็มถึงแผ่นรองเท่ากับ 15 cm สำหรับการเตรียมเส้นใยผสม SF/PVP พบว่า อัตราส่วนผสมที่เหมาะสม คือ 5:5 และการเติม PVP ลงไปใน SF ช่วยทำให้การขึ้นรูปดีขึ้นและทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางเส้นใยมีขนาดเล็กลงด้วย (236 nm)
จากการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของเส้นใยที่เตรียมได้ด้วยเทคนิค FTIR พบว่าเส้นใยมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายคลึงกันโดยพบแบนด์การดูดกลืนที่เลขคลื่น 1650 ซึ่งเป็น amide I (C=O stretching) และพบพีคของ amide II (-NH2 stretching) ที่เลขคลื่น 1564, 1544, 1520 และ 1507 cm-1 ขณะที่พีคของ amide III (?-sheet structure) พบเป็นพีคเล็ก ๆ ที่เลขคลื่น 1280 cm-1 สำหรับเส้นใยผสม SF/PVP ก็พบเอกลักษณ์เฉพาะตัวของทั้งส่วนของ SF และ PVP ซึ่งยืนยันว่าสามารถสร้างเส้นใยผสมได้ การศึกษาสมบัติทางโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิค XRD พบว่า เส้นใยไหมและเส้นใยผสมมีลักษณะผลึกเป็นอสัณฐานเป็นส่วนใหญ่ผสมอยู่โครงสร้างผลึกของเบต้าชีทจำนวนเล็กน้อย การศึกษาสมบัติทางความร้อนด้วยเทคนิค DSC พบว่าเส้นใยไหมที่เตรียมได้ในแต่ละความเข้มข้นมีพฤติกรรมทางความร้อนใกล้เคียงกัน ความเข้มข้นของไหมไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรมทางความร้อน และการศึกษาสมบัติความเสถียรต่อความร้อนด้วยเทคนิค TGA พบว่า เส้นใยไหมมีความเสถียรต่อความร้อนสูง โดยจะเริ่มเกิดการเสียสภาพของพอลิเมอร์ที่อุณหภูมิประมาณ 252-257 องศาเซลเซียส แต่ในของเส้นใยผสม SF/PVP พบว่าการเติม PVP สามารถเพิ่มความเสถียรต่อความร้อนของเส้นใยไหมได้