นักวิทย์คิดค้นแคปซูลใยไหม

ป้องกัน'ความร้อน-แสง-ยืดอายุยา'   

นักวิทย์คิดค้นแคปซูลใยไหม ป้องกัน'ความร้อน-แสง-ยืดอายุยา'

ไหมในอนาคตจะเข้าสู่วงการแพทย์ในรูปแบบของวัสดุห่อหุ้มตัวยาหรือวัคซีน โดยมีการค้นพบว่านำมาทำให้อยู่ในลักษณะแผ่นฟิล์มบางๆ สามารถยืดอายุยาปฏิชีวนะหรือวัคซีนที่ห่อหุ้มอยู่ได้ ซึ่งเหมาะสำหรับการส่งตัวยาสำคัญไปยังประเทศโลกที่ 3

ปกติวัคซีนและยาปฏิชีวนะส่วนใหญ่จำเป็นต้องแช่แข็งเพื่อรักษาคุณภาพเอาไว้ระหว่างการขนส่ง ซึ่งขั้นตอนนี้เพิ่มต้นทุนราคายาบางตัวสูงถึงร้อยละ 80 ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยทัฟต์ รัฐแมสซาชูเซ็ตส์ นำโดย ดร.เดวิด แค็ปแลน ประสบความสำเร็จในการสร้างฟิล์มใยไหมซึ่งเป็นโพลีเมอร์ชีวภาพชนิดโปรตีนที่ทำจากเส้นไหม เมื่อนำมาใช้ในรูปของเหลวมันจะสามารถห่อหุ้มโมเลกุลของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่อยู่ในยาปฏิชีวนะและวัคซีนได้

องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างและกระบวนการของการผสมโพลีเมอร์ชีวภาพชนิดโปรตีนของเส้นไหมเข้ากับตัวยาสามารถสร้างเกราะคุ้มกันนาโนที่สมบูรณ์แบบขึ้นมาได้ เพราะไม่เพียงกันความร้อน แต่ยังกันแสงได้ด้วย นักวิจัยทดลองแล้วพบว่ารักษาวัคซีนโรคหัด หัดเยอรมันและคางทูม เตตระไซคลินและเพนิซิลลินไว้ที่อุณหภูมิ 113 องศาฟาเรนไฮต์ (45 องศาเซลเซียส) นาน 6 เดือน ในสภาพแวดล้อมของห้องทดลองได้สำเร็จและเชื่อว่าจะสามารถรักษาตัวยาและวัคซีนบางตัวที่อุณหภูมิสูงถึง 130 องศาฟาเรนไฮต์ (54 องศาเซลเซียส) และน่าจะสามารถเก็บไว้ได้นานกว่า 6 เดือน ในสภาพคงเดิมทุกประการ ซึ่งจากนี้นักวิจัยจะทดลองในสภาพแวดล้อมจริง หากว่าผลการทดลองได้ผลในอนาคตไม่จำเป็นต้องใช้ตู้แช่แข็ง ซึ่งจะทำให้ราคายาลดลง และเข้าถึงประชาชนยากจนในประเทศด้อยพัฒนา หรือในพื้นที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ได้ด้วย

ที่มาของข้อมูล https://www.khaosod.co.th/view_news.php?==newsid=TUROMFpXTXdNVEl3TURjMU5RPT0=&sectionid=TURNeU5nPT0=&day=TWpBeE1pMHdOeTB5TUE9PQ

คณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง
ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์
ในชีวิตประจำวันเราอยู่กับเหตุการณ์ต่าง ๆ และมีคำถามอยู่ในใจตลอดเวลา เช่น
- พรุ่งนี้ฝนจะตกหรือไม่
- บางทีเราต้องไปทำงานวันนี้
- นายกอาจลาออกและยุปสภาเร็ว ๆ นี้
- ทีมฟุตบอลทีมใดจะได้เป็นแชมป์โลก
 - ใครชนะเลือกตั้งในสมัยหน้า
คำว่า "ความน่าจะเป็น" หรือ "probability" เป็นวิธีการวัดความไม่แน่นอนในรูปแบบคณิตศาสตร์ เช่น เมื่อโยนเหรียญ ความน่าจะเป็นของเหรียญที่จะออกหัวหรือก้อยเท่ากับ 0.5 ดังนั้นเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในอาณาคตเป็นสิ่งที่ยากจะคาดเดาได้ถูกต้องร้อยเปอร์เซนต์ นักอุตุนิยมวิทยาจึงใช้หลักการของความน่าจะเป็นเข้ามาทำนาย เช่น ความน่าจะเป็นของการเกิดฝนตกใน กรุงเทพมหานคร ในวันพรุ่งนี้มีค่าเท่ากับ 0.7 ความน่าจะเป็น เป็นค่าที่อาจมีความหมายที่หลายคนเข้าใจได้ไม่ยาก ความน่าจะเป็น เป็นศาสตร์ที่มีความละเอียดอ่อนที่จะนำไปประยุกต์ใช้ โดยเฉพาะเหตุการณ์ในชีวิตประจำวันต่าง ๆ ความน่าจะเป็นมีการกำหนดค่าเป็นเศษส่วนหรือเป็นเปอร์เซนต์หรือให้มีค่าระหว่าง 0 ถึง 1 เช่น ถ้านำลูกเต๋า ทอยลงบนพื้น โอกาสที่จะปรากฎหน้า 1 มีค่าเท่ากับ 1/6 หรือ 16.6 เปอร์เซนต์ ถ้าโยนเหรียญหนึ่งเหรียญ และให้ตกบนพื้น (โยนแบบยุติธรรม) โอกาสที่จะปรากฏหัวเท่ากับ 1/2 หรือ 0.5 
https://kanchanapisek.or.th/kp6/BOOK6/chapter12/t6-12-m.htm

 ในทางคณิตศาสตร์ เราหา "ค่าของความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ซึ่ง ไม่ทราบแน่ว่าจะเกิดหรือไม่" ได้โดยพิจารณา "น้ำหนัก" ที่เหตุการณ์นั้นๆ จะเกิด ถ้ากำหนดให้น้ำหนักของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่ได้มีค่าเป็น 0 น้ำหนัก ของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแน่มีค่าเป็น 1 และน้ำหนักของเหตุการณ์ใด ๆ ที่อาจ เกิดขึ้นมีค่าเป็นจำนวนเลขที่อยู่ระหว่าง 0 กับ 1 เราจะมีตัวเลขมากมายนับ ไม่ถ้วน แสดงค่าของน้ำหนัก หรือโอกาสที่เหตุการณ์ต่าง ๆ จะเกิดขึ้นได้ และเรียกค่าของน้ำหนักนี้ว่า "ค่าของความน่าจะเป็น"พิจารณาการโยนเหรียญบาทหนึ่งเหรียญ ถ้าเหรียญนั้นไม่ได้มีการถ่วง ให้หน้าใดง่ายง่ายกว่าหน้าอื่นก็เชื่อว่า "น้ำหนัก" ของการที่เหรียญจะ หงายหน้าใดหน้าหนึ่งย่อมเท่ากันผลที่เป็นไปได้ทั้งหมดมี 2 อย่าง คือเหรียญหงายหัวหรือเหรียญ หงายก้อยซึ่งอาจเกิดอย่างใดอย่างหนึ่งได้เท่า ๆ กัน 
โอกาสที่เหรียญจะหงายหัว=โอกาสที่เหรียญจะหงายก้อยโอกาสที่เหรียญจะหงายหัว = 1/2 
โอกาสที่เหรียญจะหงายก้อย = 1/2 
เรากล่าวว่า ความน่าจะเป็นที่เหรียญหงายหัวมีค่า 1/2 
และความน่าจะเป็นที่เหรียญหงายก้อยมีค่า 1/2
ในการทอดลูกเต๋าลูกหนึ่ง เมื่อลูกเต๋านั้น ๆ มีหน้าใหญ่เท่า ๆกัน และไม่มีการถ่วงให้หน้าใดหงายง่ายกว่าหน้าอื่น ก็เชื่อได้ว่า "น้ำหนัก" ของการที่ลูกเต๋าจะsงายหน้าใดหน้าหนึ่งย่อมเท่ากันผลที่ลูกเต๋าจะขึ้นหน้าต่าง ๆ ทั้งหมดมี 6 อย่าง คือ อาจขึ้นหน้า หนึ่ง สอง สาม สี่ ห้า หรือหก ด้วยความน่าจะเป็นเท่า ๆ กัน คือ 1/6
พิจารณาการโยนเหรียญบาทหนึ่งเหรียญ และเหรียญห้าบาทหนึ่งเหรียญ พร้อม ๆ กัน เหรียญย่อมหงายได้ 4 อย่าง 
ความน่าจะเป็นที่เหรียญใดจะหงายหัวหรือก้อยมีเท่า ๆ กัน คือ 1/2 สำหรับ แต่ละเหรียญ เราใช้ทฤษฎีของความน่าจะเป็นคำนวณค่าของความน่าจะเป็น ได้ดังนี้
ความน่าจะเป็นที่เหรียญทั้งสองจะหงายหัว = 1/4 
ความน่าจะเป็นที่เหรียญทั้งสองจะหงายก้อย = 1/4 
ที่มาของข้อมูล https://www.school.net.th/library/snet2/knowledge_math/prob_even.htm
ความน่าจะเป็น
การทดลองสุ่ม ( random experiment ) คือการทดลองที่ไม่สามารถทำนายผลลัพธ์ได้อย่างถูกต้อง
ตัวอย่าง การโยนเหรียญขึ้นไปในอากาศ ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะยังไม่ทราบว่าเหรียญจะหงายหัวหรือก้อย 
การทอดลูกเต๋า 1 ลูก ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะยังไม่ทราบว่าลูกเต๋าจะขึ้นแต้ม 1 , 2 , 3 , 4 , 5 หรือ 6 
แซมเปิลสเปซ ( sample space ) คือเซตของผลลัพธ์ที่อาจเป็นไปได้ทั้งหมดของการทดลองสุ่ม 
ตัวอย่าง เช่น ในการโยนเหรียญ 2 อัน 1 ครั้ง ถ้ามีผลลัพธ์ที่เราสนใจคือ การขึ้นหัวหรือก้อย
จะได้แซมเปิลสเปซ คือ {(H,H), (H,T), (T,H), (T,T)} เมื่อ (H,T) หมายถึงเหรียญอันที่ 1 ขึ้นหัว และเหรียญอันที่ 2 ขึ้นก้อย 
ในการโยนเหรียญ 2 อัน 1 ครั้ง ถ้ามีผลลัพธ์ที่เราสนใจคือ จำนวนก้อยที่ขึ้น จะได้แซมเปิลสเปซ คือ { 0 , 1 , 2 } 
เมื่อ 0 หมายถึงไม่ขึ้นก้อยทั้ง 2 อัน (นั่นคือขึ้นหัวทั้งสองอัน)
1 หมายถึงขึ้นก้อยเพียง 1 อัน (ขึ้นหัว 1 อัน)     
2 หมายถึงขึ้นก้อยทั้ง 2 อัน 
เหตุการณ์ ( event ) คือสับเซตของแซมเปิลสเปซ 
ความน่าจะเป็น ของเหตุการณ์ 
คือ โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ที่สนใจเท่ากับเท่าใด 
หลักการหาความน่าจะเป็น
ให้ S เป็นแซมเปิลสเปซ ซึ่งแต่ละผลลัพธ์ใน S มีโอกาสเกิดขึ้นเท่าๆกัน       E เป็นสับเซตของ S 
ให้ P(E) เป็นสัญลักษณ์แทน ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ E เราสามารถหา P(E) ได้ดังนี้ P(E) =n(E) / n(S)

ตัวอย่าง กล่องใบหนึ่งมีลูกแก้วสีขาว 3 ลูก สีแดง 2 ลูก หยิบลูกแก้วจากกล่อง 2 ลูก 
จงหาเหตุการณ์ที่จะได้ลูกแก้วสีขาว 1 ลูก สีแดง 1 ลูก 
เนื่องจากเราสนใจแซมเปิลสเปซของลูกแก้วแต่ละลูกที่ถูกหยิบขึ้นมา 
ดังนั้นเราให้ ข₁ , ข₂ , ข₃ เป็นลูกแก้วสีขาว 3 ลูก และ ด₁ , ด₂ เป็นลูกแก้วสีแดง 2 ลูก 
แซมเปิลสเปซ S = { ข₁ข₂ ,ข₁ข₃ , ข₁ด₁ ,ข ₁ ด ₂, ข ₂ข₃ , ข₂ด₁ , ข₂ด ₂ , ข₃ ด₁ , ข₃ด ₂ , ด ₁ด ₂ } 
ให้ A เป็นเหตุการณ์ที่ผลลัพธ์เป็นลูกแก้วสีขาว 1 ลูก และสีแดง 1 ลูก 
เหตุการณ์ A = { ข ₁ด₁ , ข₁ด₂ , ข₂ด₁ , ข₂ ด₂ , ข₃ ด₁ ,  ข₃ ด ₂  } 
ตัวอย่าง ความน่าจะเป็นที่ A เรียงเป็นตัวแรก จากการเรียงตัวอักษร 2 ตัวจากอักษร 3 ตัว คือ A , B และ C 
S = { AB , BA , AC , CA , BC , CB } 
E = { AB , AC } 
P(E) = 2/6
นั่นคือ ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ A เรียงเป็นตัวแรก = 2/6

ตัวอย่าง หยิบลูกบอล 2 ลูกจากกล่องซึ่งมีหมายเลข 1 ถึง 5 
จะได้แซมเปิลสเปซ คือ S = { (1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3) ,(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5) } 
E1 แทนเหตุการณ์ที่หยิบได้ลูกบอลที่มีหมายเลขเป็นจำนวนคู่ทั้ง 2 ลูก 
E1 = { (2,4) } 
E2 แทนเหตุการณ์ที่หยิบได้ลูกบอลซึ่งผลบวกของหมายเลขเป็นจำนวนคู่ 
E2 = { (1,3) , (1,5) , (2,4) , (3,5) } 
E3 แทนเหตุการณ์ที่หยิบได้ลูกบอลซึ่งผลบวกของหมายเลขเป็นจำนวนคี่ 
E3 = { (1,2) , (1,4) , (2,3) , (2,5) , (3,4) , (4,5) } 
E4 แทนเหตุการณ์ที่หยิบได้ลูกบอลซึ่งหมายเลขเรียงกัน 
E4 = { (1,2), (2,3) , (3,4) , (4,5) } 
E1 U E2 = { (1,3) , (1,5) , (2,4) , (3,5) } 
P(E1 U E2) =4/10
E1  E2 = { (2,4) } 
P(E1  E2) =1/10
E3 U E4 = { (1,2) , (1,4) , (2,3) , (2,5) , (3,4) , (4,5) } 
P( E3 U E4) = 6/10
E3  E4 = { (1,2), (2,3) , (3,4) , (4,5) } 
P( E3  E4) =4/10
E1 - E2 = { } 
P(E1 - E2) = 0 
E2 - E1 = { (1,3) , (1,5) , (3,5) } 
P(E2 - E1 ) =3/10
E4 ' = {(1,3),(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,5)} 
P(E4' ) =6/10
E1'  E3' = ( E1U E3 )' 
E1U E 3 = { (1,2) , (1,4) , (2,3) , (2,4) , (2,5) , (3,4) , (4,5) } 
(E1U E3)'= { (1,3) , (1,5) , (3,5) } 
ดังนั้น E1'  E3' = { (1,3) , (1,5) , (3,5) } 
P(E1' E3') =3/10 
ตัวอย่าง จะจัดนักเรียน 10 คน ซึ่งมีนายสาทิศกับนางสาวสุดาอยู่ด้วย ความน่าจะเป็นที่ 
ก. นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งติดกัน 
ข. นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งแยกกัน 
ค. นายสาทิศอยู่หัวแถวและนางสาวสุดาอยู่ท้ายแถว 
1) หา n(S) ให้ S เป็นแซมเปิลสเปซ จัดได้ 10! วิธี 
หา n(E) Eก นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งติดกัน จัดได้ ( 9! X 2! ) 
P(Eก) =(2! X 9!) /10! = 1/5
ดังนั้นความน่าจะเป็นที่นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งติดกัน เท่ากับ 1/5
2) หา n(E) ให้ Eข นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งแยกกัน จัดได้ 10! - (9! 2!) วิธี 
P(Eข) = =(10! – 9! X 2!) /10! = 1 – 4/5 = 4/5
ดังนั้นความน่าจะเป็นที่นายสาทิศกับนางสาวสุดาจะนั่งแยกกันเท่ากับ  
3) หา n(E) ให้ Eค นายสาทิศอยู่หัวแถวนางสาวสุดาท้ายแถว จัดได้ 1 X 8! X 1 วิธี 
P(Eค) = 8! / 10!  =1 / 90  
ดังนั้นความน่าจะเป็นที่นายสาทิศอยู่หัวแถวนางสาวสุดาท้ายแถว เท่ากับ  1/90

กฎสำคัญบางประการของความน่าจะเป็น
ให้ A เป็นเหตุการณ์ใดๆ และ S เป็นแซมเปิลสเปช สมบัติความน่าจะเป็นของ A ดังนี้ 
1. 0  P(A)  1
2. ถ้า A = { } แล้ว P(A) = 0 นั่นคือ P( { } ) = 0
3. ถ้า A = S แล้ว P(A) = 1 นั่นคือ P( S ) = 1
สมบัติของความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ 2 เหตุการณ์ 
ให้ A และ B เป็นเหตุการณ์ 2 เหตุการณ์ ใน S แซมเปิลสเปซ 
1. P(A U B) = P(A) + P(B) - P(A  B) 
2. P(A U B) = P(A) + P(B) เมื่อ A  B = { } 
3. P(A) = 1 - P(A') 
4. P(A-B) = P(A) - P(A  B) 
ตัวอย่าง กำหนดให้ P(A) = 0.6 P(B') = 0.4 และ P(A - B) = 0.2 จงหา P(A '  B') 
จาก P(B' ) = 0.4 
จะได้ว่า P(B) = 1 - P(B') = 1 - 0.4 = 0.6 
จาก P(A) = 0.6 และ P(A - B) = 0.2 
เนื่องจาก P(A) = P(A - B) + P(A  B) 
( ถ้านักเรียนไม่เข้าใจให้เขียนแผนภาพทางด้านเซตดู ) 
0.6 = 0.2 + P(A  B) 
P(A  B) = 0.4 
เนื่องจาก P(A'  B') = P( A U B)' 
= 1 - P(A U B) 
จากสมบัติความน่าจะเป็น P(A'  B') = 1 - [ P(A) + P(B) - P(A  B) ] 
= 1 - [ 0.6 + 0.6 - 0.4] = 1 - 0.8 = 0.2 
ตัวอย่าง จากการสำรวจในหมู่บ้านหนึ่ง ได้ผลว่าความน่าจะเป็นของครอบครัวที่ทำสวนยางเท่ากับ 0.5 
ความน่าจะเป็นของครอบครัวที่ขุดบ่อเลี้ยงปลาเท่ากับ 0.7 และความน่าจะเป็นของครอบครัวที่ทำสวนยาง 
และมีบ่อเลี้ยงปลาเท่ากับ 0.3 ถ้าเลือกครอบครัวขึ้นมา 1 ครอบครัวอย่างสุ่ม จงหาความน่าจะเป็นของ
ครอบครัวทำสวยยางหรือเลี้ยงปลา 
ให้ A เป็นเหตุการณ์ที่ครอบครัวทำสวนยาง ดังนั้น P(A) = 0.5 
B เป็นเหตุการณ์ที่ครอบครัวขุดบ่อเลี้ยงปลา ดังนั้น P(B) = 0.7 
A  B เป็นเหตุการณ์ที่ครอบครัวทำสวนยางและขุดบ่อเลี้ยงปลา 
P(A  B) = 0.3 
P(A  B) = P(A) + P(B) - P(A  B) 
= 0.5 + 0.7 - 0.3 = 0.9 
ความน่าจะเป็นของครอบครัวทำสวยยางหรือเลี้ยงปลา เท่ากับ 0.9 
ที่มาของข้อมูลhttps://www.thaigoodview.com/library/teachershow/yala/ampornpan/mathonline/learn/seventh.html

คำถามในห้องเรียน
จากข้อความ "องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างและกระบวนการของการผสมโพลีเมอร์ชีวภาพชนิดโปรตีนของเส้นไหมเข้ากับตัวยาสามารถสร้างเกราะคุ้มกันนาโนที่สมบูรณ์แบบขึ้นมาได้ เพราะไม่เพียงกันความร้อนและกันแสง" นักเรียนคิดว่าความเป็นไปได้จากการทดลงอนี้ได้ผลร้อยเปอร์เซ็นต์หรือไม่เพราะเหตุใดร่วมอภิปราย

ข้อเสนอแนะ
ในอนาคตวงการแพทย์มีวัสดุห่อหุ้มตัวยาหรือวัคซีนที่สามารถยืดอายุยาปฏิชีวนะหรือวัคซีน จะทำให้ส่งยาไปยังประเทศโลกที่ 3 มีแต่ผลดีกับทุกประเทศ

การบูรณาการกับกลุ่มสาระอื่นๆ 
กลุ่มสาระการเรียนรู้สุขศึกษาและพลศึกษา
สาระที่  4 การสร้างเสริมสุขภาพ  สมรรถภาพและการป้องกันโรค
มาตรฐาน พ 4.1 เห็นคุณค่าและมีทักษะในการสร้างเสริมสุขภาพ  การดำรงสุขภาพ การป้องกันโรคและการสร้างเสริมสมรรถภาพเพื่อสุขภาพ
กลุ่มสาระการเรียนรู้ภาษาต่างประเทศ 
สาระที่ 4  ภาษากับความสัมพันธ์กับชุมชนและโลก
มาตรฐาน ต 4.1 ใช้ภาษาต่างประเทศในสถานการณ์ต่างๆ ทั้งในสถานศึกษา ชุมชน และสังคม
มาตรฐาน ต 4.2 ใช้ภาษาต่างประเทศเป็นเครื่องมือพื้นฐานในการศึกษาต่อ การประกอบอาชีพ และการแลกเปลี่ยนเรียนรู้กับสังคมโลก
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
สาระที่ 3 สารและสมบัติของสาร
มาตรฐาน ว 3.1  เข้าใจสมบัติของสาร   ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค  มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ นำความรู้ไปใช้ประโยชน์
มาตรฐาน ว 3.2 เข้าใจหลักการและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร   การเกิดสารละลาย   การเกิดปฏิกิริยา มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
ที่มาของภาพ https://www.krujee.com/images/5008-1.jpg
ที่มาของภาพ https://www.msit.mut.ac.th/newweb/textword/image_upload/ScreenShot010.jpg
ที่มาของภาพ https://www.rd1677.com/backoffice/PicUpdate/76552.jpg
ที่มาของภาพ https://img.kapook.com/image/health/01_42.jpg
ที่มาของภาพ https://bicycle2011.com/wp-content/uploads/2011/12/iStock_000005771423XSmall.jpg

ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=4701