นวัตกรรมเพื่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน - ฉลาดสุดๆ

 นวัตกรรมเพื่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน - ฉลาดสุดๆ

การนำเอาความรู้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาประยุกต์เพื่อสร้างสรรค์นวัตกรรม ใหม่ ๆ  ถือเป็นแนวทางที่ประเทศไทยควรจะให้ความสำคัญอันดับต้น ๆ เนื่องจากจะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อสังคมและเศรษฐกิจหากนำมาต่อยอดในเชิงพาณิชย์ได้
 
ซึ่งที่ผ่านมามีการจัดโครงการประกวดในด้านนวัตกรรมหลายเวที หนึ่งในนั้นก็คือ โครงการ “รางวัลความคิดริเริ่มทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน (Science & Technology Initiative and Sustainability Awards : STISA”  ที่ได้จัดต่อเนื่องเป็นครั้งที่ 7 แล้ว โดยเป็นความร่วมมือของภาคเอกชนและหน่วยงานภาครัฐ คือ บริษัท ดาว เคมิคอล ประเทศไทย จำกัด บริษัท เอสซีจี เคมิคอลส์ จำกัด สมาคมวิศวกรรมเคมีและเคมีประยุกต์แห่งประเทศไทย (สวคท.) สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (สนช.)
 
มีจุดประสงค์ส่งเสริมและกระตุ้นให้เยาวชนเกิดการเรียนรู้และพัฒนาศักยภาพในการสร้างผลงานวิจัยที่มุ่งเน้นการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน ตลอดจนสามารถสร้างแผนธุรกิจเชิงพาณิชย์เพื่อต่อยอดสู่การใช้งานได้จริงในภาคธุรกิจและอุตสาหกรรมของประเทศ โดยในปีนี้มีผลงานส่งเข้าประกวดทั้งหมด 76 โครงการ จาก 20 สถาบันการศึกษาทั่วประเทศ โดยแบ่งรางวัลเป็น 2 ระดับ รวมทั้งสิ้น 4 ประเภท คือ ระดับบัณฑิตศึกษา ประเภททั่วไป และประเภทพอลิเมอร์และวัสดุ และระดับอุดมศึกษา ประเภททั่วไป และประเภทพอลิเมอร์และวัสดุ
 
ซึ่งผู้ชนะระดับบัณฑิตศึกษา ประเภททั่วไป คือ โครงงานวิจัย เรื่องแคลเซียมคาร์บอ เนตแบบแผ่นจากธรรมชาติและนวัตกรรมการประยุกต์ใช้งาน (Natural calcium carbonate and its innovative applications)  โดย ทีมหอย สังกัดหน่วยปฏิบัติการวิจัยอุปกรณ์รับรู้ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดย นายชุติพันธ์ เลิศวชิรไพบูลย์ มีอาจารย์ที่ปรึกษา คือ รศ.ดร.สนอง เอกสิทธิ์ และ รศ.ชูชาติ ธรรมเจริญ
 
ส่วนผู้ชนะระดับอุดมศึกษา ประเภทพอลิเมอร์และวัสดุ รางวัลดีเด่นอันดับ 1  คือ  โครงงานวิจัย เรื่อง แผ่นกรองประสิทธิภาพสูงจากเส้นใยนาโนของไนลอน-6/ไคโตซาน (Highly Efficient Filtration Membrane from Nylon-6/Chitosan Nanofibers) ของทีม Filtrano จาก มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ สมาชิกประกอบด้วย น.ส.กัณฐิกา แซ่เอี้ยว และน.ส.อดิศรา อยู่ยรรยง มีอาจารยที่ปรึกษา คือ รศ.ดร.ภาณุ ด่านวานิชกุล
 
นายชุติพันธ์ เลิศวชิรไพบูลย์ นิสิตปริญญาเอกที่ทำวิจัยหลักของทีมหอย กล่าวว่า นวัตกรรมจากผลงานวิจัยชิ้นนี้มุ่งเน้นการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากขยะเปลือกหอยจากอุตสาหกรรมประมงและอาหารทะเลแปรรูป เปลือกหอยแมลงภู่ เปลือกหอยเป๋าฮื้อ รวมถึงเศษเปลือกหอยจากอุตสาหกรรมเครื่องประดับต้องกำจัดด้วยวิธีฝังกลบทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการกำจัดและหากกำจัดไม่ถูกวิธีจะก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม คณะนักวิจัยได้พัฒนานวัตกรรมที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อแปรรูปเปลือกหอยให้เป็นผงแคลเซียมคาร์บอเนตแบบแผ่น
 
จากผลการวิจัยพบว่าแคลเซียมคาร์บอ เนตที่แปรรูปได้จากเปลือกหอย เป็นแคลเซียมคาร์บอเนตแบบแผ่นอัญรูปอะราโกไนต์ ซึ่งเป็นอัญรูปหนึ่งของแคลเซียมคาร์บอเนตที่สร้างโดยสิ่งมีชีวิตเท่านั้น เช่น ปะการัง เปลือกหอยแมลงภู่ เปลือกหอยเป๋าฮื้อ เปลือกหอยมุก แคลเซียมคาร์บอเนตจากการขุดเหมืองหรือการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการจะมีอัญรูปแบบแคลไซต์ ลักษณะของแผ่นแคลเซียมคาร์บอเนตอะราโกต์ที่สกัดได้จากเปลือกหอยจะมีลักษณะผิวเรียบ บางเพียง 200-500 นาโนเมตร มีความสามารถในการสะท้อนแสงที่โดดเด่น
 
โดยสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย เช่น 1.  security markers สำหรับตรวจสอบการปลอมแปลงเอกสารและผลิต ภัณฑ์เลียนแบบ 2. วัสดุเติมแต่ง (filler) ชนิดโปร่งแสงสำหรับพอลิเมอร์ 3. สีเกล็ดประกายมุกสำหรับงานศิลปะ งานตกแต่งและออกแบบ และ 4. ทรายอะราโกไนต์ สำหรับเลี้ยงสัตว์ทะเลสวยงาม ใช้เป็นแหล่งผลิตแคลเซียมสำหรับสร้างเปลือก กระดองและกระดูก
 
ถือเป็นนวัตกรรมการผลิตวัสดุชีวภาพที่มีสมบัติพิเศษไม่สามารถผลิตได้จากกระบวนการทางอุตสาหกรรมและการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ เป็นการสร้างมูลค่าให้กับขยะที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการกำจัด สอดคล้องกับการเติบโตของอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารทะเลของประเทศไทย เป็นนวัตกรรมที่พัฒนาโดยคนไทยเพื่อประโยชน์ของคนไทยและสิ่งแวดล้อมไทย และมีความพร้อมในการถ่ายทอดเทคโนโลยีเพื่อต่อยอดเชิงพาณิชย์
 
ด้าน น.ส.กัณฐิกา แซ่เอี้ยว จากทีม Filtrano กล่าวว่า ได้ทำการทดลองโดยนำแผ่นเส้นใยพอลิเมอร์ผสมของไนลอน-6 และไคโตซานมากรองอนุภาคที่เล็กกว่าไมครอนจากสารแขวนลอย ผลการทดลองพบว่า แผ่นกรองต้นแบบที่ดีที่สุดผลิตมาจากการผสมไนลอน-6 30% และไคโตซานในกรดฟอร์มิก 2% แล้ว
 
นำมาขึ้นรูปเป็นเส้นใยนาโนด้วยเทคนิคการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิต โครงสร้างที่ได้พบว่ามีเส้นใยขนาดเล็กมากปะปนกับเส้นใยนาโนปกติ เส้นใยเล็ก ๆ นี้มีส่วนสำคัญในการกรองอนุภาคขนาดเล็กมากถึง 50 นาโนเมตร ซึ่งอาจเป็นไวรัสไข้หวัดใหญ่หรืออนุภาคนาโนที่สังเคราะห์ขึ้น แผ่นเส้นใยจำเป็นต้องมีความหนาที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกรองและมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอ ในกรณีของตัวกรองที่เราใช้แผ่นเส้นใยประกบกันสองแผ่นทำให้ได้ประสิทธิภาพการกรองถึง 95% ด้วยวิธีการผลิตที่ง่ายและได้เมมเบรนที่มีประสิทธิภาพดีกว่าเมมเบรนเชิงพาณิชย์ ถือเป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นต่อไป
 
โดยการประเมินทางเศรษฐศาสตร์ พบว่า จุดคุ้มทุนของเมมเบรนที่ผลิตได้อยู่ที่ 13.50 บาทต่อชิ้น เปรียบเทียบกับราคาขายของเมมเบรนเชิงพาณิชย์อยู่ที่ 27.61 บาท หากตั้งราคาขายเท่าเมมเบรนเชิงพาณิชย์ ใช้เงินลงทุน 7.5 ล้านบาทพบว่าระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 2 ปี 1 เดือน เมื่อพิจารณาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมพบว่าเมมเบรนที่ผลิตได้บางกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่าเมมเบรนเชิงพาณิชย์จึงใช้ปริมาณวัตถุดิบน้อยกว่า แต่ยังคงให้ผลประสิทธิภาพการกรองที่ดีอยู่นอกจากนี้การใช้ไคโตซานซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติและย่อยสลายได้ง่าย รวมถึงโครงสร้างเส้นใยนาโนที่เล็กจะถูกย่อยสลายได้ง่ายกว่า เมมเบรน จากการทดลองจึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า
 
สอดคล้องกับแนวคิดการสร้างนวัต กรรมสำหรับการพัฒนาที่ยั่งยืน.