นักวิจัยไทยผู้ค้นพบความมหัศจรรย์ของทราย
ไม่กี่วันมานี้ผมได้ยินข่าวว่าอาจารย์กอล์ฟ (รศ.ดร. วุฒิชัย เอื้อวิทยาศุภร) แห่งมหาวิทยาลัยมหิดล ได้รับรางวัลของ สกว. ผมจึงรีบนัดอาจารย์กอล์ฟเพื่อเข้าไปพูดคุยเรื่องงานด้านเคมีที่กอล์ฟสนใจ ทำวิจัย จนกระทั่งได้รางวัล
ผมอยากรู้ว่าว่างานของอาจารย์เกี่ยวข้องกับสารเคมีชนิดใด หลังจากคุยๆผได้ไม่นาน ก็ตกใจนิดๆครับ เพราะสารที่อาจารย์กอล์ฟสนใจไม่ใช่สารเคมีที่มีชื่อยาวหรือซับซ้อน แต่สารธรรมดาที่เราเรียกกันว่า "ทราย" นั่นเอง
มาดูกันครับว่า เมื่อศึกษาลงไปอย่างลึกซึ้งแล้ว
ทรายที่เราพบเห็นได้ทั่วไปนั้นมีความมหัศจรรย์และน่าสนใจแค่ไหน
ที่มารูป.https://pixabay.com/th/photos/
ป๋องแป๋ง: ผมเห็นอาจารย์ไปร่วมงานรับรางวัลของ สกว. (สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย) เลยอยากทราบว่าอาจารย์ทำวิจัยเรื่องอะไรครับ?
อ.กอล์ฟ: ทำเรื่องเซ็นเซอร์ [sensor] ครับ ความจริงแล้วผมสานงานต่อจากปริญญาเอกซึ่งไม่เกี่ยวกับตัวเซ็นเซอร์เลย ผมสังเคราะห์สารกลุ่มหนึ่ง ที่มีหน้าตาคล้ายกับทรายหรือซิลิโคน (silicone)
ป๋องแป๋ง: ที่เอาไว้ทำศัลยกรรมหน้าอก?
อ.กอล์ฟ: ใช่ครับ แต่จริงๆแล้วซิลิโคนมีองค์ประกอบที่คล้ายๆ กับทรายด้วยนะครับ
ที่มารูป.www.slcclinic.com/service_detail.php?id=67
ซิลิโคนมันนุ่มเพราะมีสารอินทรีย์ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารประกอบด้วย แต่เม็ดทราย มันเป็นธาตุซิลิคอนจับกับออกซิเจนเป็นสารประกอบซิลิกา
สังเกตไหมครับว่าทำไมซิลิโคนจึงมีความปลอดภัยเมื่อเข้าอยู่ในร่างกาย เพราะว่ามันเป็นทราย สิ่งมีชีวิตอย่างเราก็อยู่กับดินกับทราย ดังนั้น สิ่งมีชีวิตจึงอยู่กับซิลิคอนมายาวนานเป็นล้านปีโดยไม่มีอันตรายอะไร และค่อนข้างปลอดภัยพอสมควร เราจะเห็นว่าซิลิคอนมันอยู่ในชีวิตประจำวันของเราอยู่ตลอด ในอิฐ หิน ดิน ทราย แก้ว และในฝุ่น
เรารู้ว่าซิลิกามีประโยชน์ในการนำไปทำอิฐ หิน ดิน ทราย และนอกจากนั้นยังนำไปทำเป็นวัสดุดูดซับความชื้นได้ด้วยนะครับ ที่เราเห็นเป็นเม็ดๆ อยู่ในซองในถุงขนมนั้น มีการเติมสารประกอบอนินทรีย์ ซึ่งเป็นสารประกอบเชิงซ้อนตัวหนึ่งเข้าไปเพื่อทำให้เปลี่ยนสี เมื่อสีของซิลิกาเปลี่ยน ก็หมายถึงมีน้ำเข้ามาแล้ว ควรเปลี่ยนซิลิกาใหม่ที่ยังไม่ดูดน้ำ ก็จะช่วยดูดความชื้นต่อไปได้อีก
ที่มารูป.http://xn--b3c0afunjf6c0d0c5gc.blogspot.com/2012/10/silica-gel.html
ปกติในอุตสาหกรรมศัลยกรรมเขาจะใช้ซิลิโคน ซึ่งจัดว่าเป็นพลาสติกรูปแบบหนึ่ง เป็นไฮบริดพลาสติก (hybrid plastic) หรือพลาสติกลูกผสม จะมีส่วนที่เป็นสารอินทรีย์ ไฮโดรคาร์บอน ที่ทำให้มันนุ่ม กับส่วนที่เป็นสารอนินทรีย์ สามารถนำมาขึ้นรูปทำเป็นพลาสติกในการศัลยกรรม (Plastic Surgery) ทำเป็นเคสโทรศัพท์มือถือ
ในอนาคตยางพาราที่เรากรีดออกมาอาจจะมีราคาถูกลงได้อีกเพราะนักเคมีสามารถสังเคราะห์สารทดแทนอย่างซิลิโคนขึ้นมาจากในห้องแล็บได้ อย่างเคสของโทรศัพท์มือถือ ถ้าเป็นยางพาราตั้งทิ้งไว้โดนแดดนานๆ ก็จะกรอบ แต่ซิลิโคนจะมีความทนมากกว่ายางพาราเยอะมาก เพราะมีส่วนที่เป็นอนินทรีย์เป็นองค์ประกอบ
http://www.gadgettook.com
ป๋องแป๋ง: โอโห เจ๋งครับ
อ.กอล์ฟ: ใช่ และโปร่งแสงด้วย คอนแทคเลนส์ ก็เป็นซิลิโคน แล้วอากาศออกซิเจนก็ผ่านได้ดีด้วย ไม่เหมือนยางตัวอื่น นี่คือคุณสมบัติโดยทั่วไปของซิลิโคนที่เปรียบเทียบให้ดูเฉยๆ
ป๋องแป๋ง: นี่คือสาเหตุที่ทำให้อาจารย์สนใจเรื่องสารประเภทนี้หรือครับ?
อ.กอล์ฟ: ครับ ทีนี้มีงานวิจัยตัวหนึ่งที่เขาสนใจว่าสารประกอบพวกซิลิกา สามารถไปจับกับไอออนอะไรบางอย่างได้ มีผลงานวิจัยที่เคยตีพิมพ์ออกมาว่าสามารถจับฟลูออไรด์ไอออนได้
ที่มารูป.www.facebook.com/ThailandResearchFund/posts
ทีนี้ ผมก็รู้สึกว่าพอมันจับฟลูออไรด์ เราจะทราบได้อย่างไรว่ามันจับฟลูออไรด์? คำตอบคือ ต้องใช้เครื่องมือราคาแพงในการวิเคราะห์
ยกตัวอย่างเช่น ใช้เครื่องมือ Single-Crystal X-Ray Crystallography ในการดูภาพ 3 มิติว่ามันจับจริงหรือไม่ แต่ผมสงสัยว่าเป็นไปได้ไหมที่เราจะแสดงให้เห็นด้วยตาเปล่า ว่าการจับกันเกิดขึ้นจริง มันจับจริง ให้เห็นการเปลี่ยนแปลงได้ทันทีเลย ผมจึงออกแบบโครงสร้างสารนี้แล้ว ใส่สารเรืองแสงลงไปเพื่อให้เห็นการเปลี่ยนแปลงแสงได้ด้วยตาเปล่า
ที่มารูป.www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/single-crystal-x-ray-diffraction.html
ป๋องแป๋ง: หมายความว่า เมื่อมันจับกับไอออนอะไรบางอย่าง มันก็จะเรืองแสงขึ้นมา
อ.กอล์ฟ: ใช่ครับ มีการเรืองแสง/เปลี่ยนสี เหตุผลที่งานวิจัย [วัสดุอัจฉริยะเพื่อการตรวจวัดทางเคมีเซ็นเซอร์] ได้รับรางวัล สกว. ก็คือ งานวิจัยของเราเป็นตัวแรกของโลกที่นำสารกลุ่มนี้มาติดสารเรืองแสง เอามาพิสูจน์ให้เห็นชัดๆ ตรงนี้
ทำให้เห็นได้ง่ายขึ้นว่าสารประเภททรายชอบจับกับสารอะไรเป็นพิเศษ ในอนาคตอาจประยุกต์ใช้เพื่อตรวจสอบเครื่องกรองน้ำว่าหมดอายุหรือยัง?
ที่มารูป.https://www.shopat24.com
ป๋องแป๋ง: ที่บ้านผมใช้มาเป็นสิบปีแล้ว ยังไม่รู้เลย
อ.กอล์ฟ: ถูกต้องครับ การกรองน้ำของการประปาก็มีการใช้ทรายสำหรับกรองฝุ่น นอกจากนี้ยังมีสารกรองอื่นๆเรียงเป็นชั้น ๆ มีชั้นถ่าน ซึ่งเป็นไฮโดรคาร์บอน พวกนี้จะดูดซับสารอินทรีย์ได้ดี พวกน้ำเสียที่เป็นมลพิษที่ถูกปล่อยมาจากโรงงานอุตสาหกรรม ตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีกลิ่นเหม็น พวกถ่านจะดูดซับได้ดี แต่พวกที่มีประจุหรือมีขั้วเยอะ ๆ ทรายจะช่วยดูดซับ สุดท้ายก็ไปใช้โอโซน ใช้ UV ฆ่าเชื้ออีกทีหนึ่ง
ป๋องแป๋ง: ครับ แต่ผมเพิ่งรู้เนี่ยครับว่าทรายมีประโยชน์มากขนาดนี้ ผมรู้แค่ว่ามันใช้ทำแก้ว หรือผสมปูน แต่นึกไม่ถึงว่าจะทำเกี่ยวกับการดูดซับได้
อ.กอล์ฟ: ซิลิกา 100% จะเป็นผงสีขาวๆ ครับ ซึ่งในเชิงเคมีซิลิกาเจลหรือทรายจะมีความสามารถพิเศษในการแยกสารได้ด้วย
ที่มารูป.https://www.chemipan.com/a/th-th/244
สมมติว่าเรามีสารอยู่ 5 ชนิดที่มีโครงสร้างแตกต่างกัน พอเอาสารใส่เข้ามา มันก็จะสามารถแยกสารทั้ง 5 ตัวออกมาได้ เพราะสารแต่ละตัวมีความขั้วไม่เหมือนกัน พอมีความขั้วไม่เหมือนกัน แรงดึงดูดระหว่างทรายก็ไม่เหมือนกัน
ป๋องแป๋ง: สรุปก็คือ งานวิจัยของอาจารย์กอล์ฟก็คือ ดูว่าสารประเภททรายสามารถดูดซับอะไรได้บ้าง
อ.กอล์ฟ: ใช่ครับ ซึ่งอันนี้ก็จะเป็นต้นแบบ เพราะไม่เคยมีใครคิดว่าทรายจะเอามาทำอะไรแบบนี้ได้ ซึ่งจะมีความปลอดภัย กลายเป็นโมเดลตัวแรก ของซิลิกาว่าสามารถนำมาทำอะไรแบบนี้ได้
ป๋องแป๋ง: แล้ว Next Step อาจารย์จะมองอย่างไรกับตรงนี้ครับ
(โปรดติดตามตอนต่อไป)
- 3
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
