Industrial Postdocs ตอบโจทย์อุตสาหกรรม ด้วยนวัตกรรมนาโนเทคโนโลยี

ดร.ธันย์ชนก ปักษาสุข นำเสนอการพัฒนาการสกัดสารสำคัญจากพืชสมุนไพรด้วยคลื่นความถี่สูงเพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากสมุนไพรส่วนใหญ่มีมูลค่าทางการตลาดโลกสูง การนำสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากสมุนไพรมาใช้ในระดับอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ เครื่องสำอาง และยาจึงเป็นความท้าทายสำหรับนักวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ โดยเทคโนโลยีการสกัดสารสำคัญจากสมุนไพรที่เหมาะสมถือเป็นกุญแจสำคัญที่จะนำมาซึ่งสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ กระบวนการสกัดที่ใช้ความร้อนจะส่งผลให้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเกิดการเสื่อมสลายได้ง่าย

ปัจจุบันจึงมีการนำเทคโนโลยีการสกัดที่ไม่ใช้ความร้อนหรือเทคโนโลยีสีเขียว ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สามารถช่วยลดต้นทุนการสกัด ใช้ระยะเวลาอันสั้น รวมทั้งประหยัดการใช้พลังงาน เมื่อเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม (conventional extraction) โดยเทคโนโลยีสีเขียวที่ได้รับความนิยม คือ การสกัดด้วยคลื่นความถี่สูง (Ultrasound-assisted extraction, UAE) เนื่องจากเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้ในระยะเวลาอันรวดเร็ว อุณหภูมิการสกัดต่ำ และใช้ตัวทำละลายปริมาณน้อย นอกจากนี้การสกัดด้วยคลื่นความถี่สูงจัดเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการสกัดในระดับอุตสาหกรรมอีกด้วย

ทีมวิจัยได้พัฒนาเทคนิตการสกัดสารสำคัญจากผักเชียงดา (Gymnema inodorum (Lour.) Decne.) ซึ่งเป็นพืชอาหารกึ่งสมุนไพรที่พบมากทางภาคเหนือของประเทศไทย  มีสารกลุ่มไตรเทอร์พีนซาโปนิน (Triterpene saponin) เป็นสารหลักและมีฤทธิ์ยับยั้งการดูดซึมและลดระดับน้ำตาลในลำไส้ซึ่งมีผลต่อการช่วยบรรเทาภาวะโรคเบาหวาน การพัฒนากระบวนการสกัดสารสำคัญกลุ่มไตรเทอร์พีนซาโปนินจากผักเชียงดาโดยใช้คลื่นความถี่สูงสามารถเพิ่มปริมาณสารสกัดผักเชียงดาและสามารถนำไปพัฒนาในระดับอุตสาหกรรม เพื่อทำให้เกิดมาตรฐานรองรับการประยุกต์ใช้สารสกัดผักเชียงดาเชิงพาณิชย์ ทั้งในอุตสาหกรรมอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารต่อไปได้

ดร.วิภาดา กันทยศ นำเสนอการแยกสารไฟโตสเตอรอลจากของเสียที่ได้จากกระบวนการสกัดสารโพลิโคซานอลจากกากหม้อกรอง โดยกากหม้อกรองเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตน้ำตาลของอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาลทราย ซึ่งมีสารโภชนเภสัชคือ “ไฟโตสเตอรอล” ซึ่งมีศักยภาพในการลดปริมาณคอเลสเตอรอลในเลือดได้ ไฟโตสเตอรอลในกากหม้อกรองอยู่ในส่วนของของเหลวเหนือตะกอน (supernatant) ที่ได้หลังจากกระบวนการแยกไขอ้อยออกจากกากหม้อกรอง ซึ่งของเหลวเหนือตะกอนส่วนนี้พบสารไฟโตสเตอรอลอยู่ 3 ชนิด ได้แก่ campesterol, stigmasterol และ beta-sitosterol โดยปริมาณของ beta-sitosterol พบในปริมาณมากที่สุด อย่างไรก็ตามยังพบสารประกอบอื่นๆเจือปนอยู่ด้วย

การแยกสารไฟโตสเตอรอลด้วยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลายจึงเป็นวิธีหนึ่งที่ใช้ในการแยกสารไฟโตสเตอรอลออกจากสารเจือปนอื่น ทั้งนี้อาจจะต้องเลือกตัวทำละลาย และอัตราส่วนของสารละลายที่ใช้แยกให้เหมาะสม เนื่องจากโครงสร้างของไฟโตสเตอรอลและสารผสมอื่นๆมีสภาพขั้วที่ใกล้เคียงกัน นอกจากนี้การใช้ถ่านกัมมันต์อาจเป็นอีกวิธีหนึ่งที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการเตรียมบริสุทธิ์ของสารเหนือตะกอน

การสกัดแยกสารไฟโตสเตอรอลออกจากกากหม้อกรอง เป็นการเพิ่มมูลค่าวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานน้ำตาล และเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์จากอุตสาหกรรมน้ำตาลและอุตสาหกรรมต่อเนื่องของโรงงานน้ำตาล อีกทั้งยังเป็นการเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจให้กับประเทศในอีกทางหนึ่ง

ดร.พรภัสสร เลิศผดุงกิจ นำเสนอการเพิ่มมูลค่าเปลือกเงาะ สิ่งเหลือใช้ปริมาณมากทางการเกษตรให้เกิดประโยชน์สูงสุด โดยทำการทดสอบการสกัดเปลือกเงาะด้วยวิธีต่างๆ ได้แก่ การหมักด้วยความร้อน (Thermal maceration) การใช้คลื่นความถี่สูง (Sonication) การต้มเดือด (Reflux) และการสกัดด้วยน้ำภายใต้อุณหภูมิกึ่งวิกฤต (Subcritical water extraction) เพื่อให้ได้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากที่สุด ซึ่งเมื่อวิเคราะห์ปริมาณสารสำคัญหลักที่พบได้ในเปลือกเงาะในกลุ่ม phenolic ได้แก่ geraniin, corilagin, ellagic acid และ gallic acid โดยใช้ LC-ESI/MS/MS พบว่าการสกัดแต่ละวิธีให้ปริมาณ total phenolic, total flavonoid รวมทั้งปริมาณสารสำคัญที่แตกต่างกัน โดยวิธีการสกัดด้วย Subcritical water extraction ให้ปริมาณรวมของสารสกัดมากที่สุด ประมาณ 50 - 55% ในขณะที่การสกัดโดยวิธี Sonication ให้ปริมาณรวมของสารสกัด ประมาณ 37 – 43%

จากการศึกษาปริมาณของสารสำคัญหลักพบว่า สารสกัดจากวิธี Subcritical water extraction ไม่พบ geraniin ในขณะที่การสกัดด้วยวิธี Sonication ให้ปริมาณของ geraniin ที่สูงที่สุดที่ 36 – 38% หลังจากนั้นได้เปรียบเทียบฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดต่างๆ ได้แก่ การต้านอนุมูลอิสระโดยวิธี DPPH assay การต้านการเกิดปฏิกิริยา Advanced glycation end-product (AGEs) และการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย พบว่า สารสกัดเปลือกเงาะที่ได้จากวิธี Sonication มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้ดีที่สุด โดยแสดงค่า EC50 ที่ 2.43 µg/mL สำหรับความสามารถในการต้านการเกิด AGEs  พบว่า การสกัดด้วยวิธีนี้ให้สารสกัดที่มีค่าการยับยั้งการเกิด AGEs เท่ากับ 84.2% ในระบบ  BSA-ribose  และ 79.3% ในระบบ BSA-MGO นอกจากนี้ สารสกัดจากวิธีนี้มีความสามารถในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดีที่สุด โดยแสดงค่า MIC เท่ากับ 0.6 mg/mL

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ในเปลือกเงาะมีสารออกฤทธิ์ทางธรรมชาติที่มากมาย และในการวิจัยครั้งนี้ ได้พัฒนาวิธีการสกัดเพื่อให้ได้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในปริมาณมาก สามารถนำไปใช้ทดแทนสารสังเคราะห์ในผลิตภัณฑ์ต่างๆได้

ดร.กิตติศักดิ์ หล้าแก้ว นำเสนอการพัฒนากระบวนการสกัดและทำผงแห้งของสารสกัดกะเพราเพื่อพัฒนาเป็นสารแต่งกลิ่นรสในระดับอุตสาหกรรม โดยกะเพรา (holy basil, Ocimum sanctum) พบได้ทั่วไปในประเทศแถบภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ถูกนำมาใช้ในการแพทย์อายุรเวทอย่างแพร่หลาย ถูกจัดเป็นอแดปโตเจนิกเฮิร์บ (adaptogenic herbs) ซึ่งเป็นสมุนไพรที่ให้ฤทธิ์ในการควบคุมความสมดุลของร่างกายและช่วยลดสภาวะเครียดในร่างกาย พร้อมฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ เช่น ฤทธิ์ต้านจุลชีพ, ต้านไวรัส, ต้านสารอนุมูลอิสระ, ต้านมะเร็ง, ต้านการอักเสบ, ต้านการแพ้, ช่วยลดระดับน้ำตาลในเลือดและปรับระบบภูมิคุ้มกัน เป็นต้น จะเห็นได้ว่ากะเพราะมีประโยชน์ต่อสุขภาพมากมาย ดังนั้น จึงมีการนำกะเพรามาใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในอุตสาหกรรมต่างๆ (เสริมอาหาร อาหาร เครื่องสำอาง และยา)

อย่างไรก็ตามข้อจำกัดในการนำกะเพรามาเป็นสารออกฤทธิ์ คือความเสถียรภาพของสารสกัด เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่ของกะเพราะเป็นสารจำพวกน้ำมันหอมระเหย ซึ่งจะเกิดการสลายตัวและสูญเสียสภาพได้ง่าย รวมทั้งกระบวนการสกัดกะเพราให้ได้สารสกัดหรือสารออกฤทธิ์ที่มีมาตรฐานและคงความปลอดภัยก็ยังคงเป็นปัญหาใหญ่อีกปัญหาหนึ่ง ดังนั้น โครงการวิจัยนี้จะมุ่งเน้น 1. การใช้กรรมวิธีสกัดแบบเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Green Extraction) ซึ่งเป็นกรรมวิธีที่ลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ในการสกัดกะเพรา เพื่อลดการปนเปื้อนของตัวทำละลายดังกล่าวในสารสกัดและเพื่อให้ได้ปริมาณของสารสำคัญสูงสุด คงประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์และปลอดภัยต่อผู้บริโภค พร้อมทั้งศึกษาปริมาณของสารออกฤทธิ์ต่างๆ ในแต่ละการสกัดให้เป็นมาตรฐาน และ 2. การพัฒนาระบบกักเก็บสารสกัดกะเพรา (Encapsulation technology) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและเสถียรภาพของสารสกัดกะเพรา นอกจากนี้ยังสามารถยืดระยะเวลาในการจัดเก็บสารสำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพในรูปแบบผงแห้งโดยผ่านกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย (Spray drying)

เป้าหมายของโครงการนี้คือ การนำไปประยุกต์ใช้เป็นสารออกฤทธิ์หรือสารแต่งกลิ่นรสในอุตสาหกรรมผลิตเสริมอาหาร อาหาร เครื่องสำอางและยา ซึ่งเทคโนโลยีที่พัฒนาทั้งสองเทคโนโลยีจะเป็นเทคโนโลยีที่ง่ายและสามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีในระดับอุตสาหกรรมได้จริง

ดร.วิชญา กาไหล่ทอง นำเสนอการพัฒนาหมึกพิมพ์ชีวภาพเพื่อใช้สำหรับสร้างแบบจำลองเนื้อเยื่อผิวหนังแบบสามมิติ ด้วยปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ชีวภาพสามมิติ (3D bioprinting) เข้ามามีบทบาทสำคัญทางด้านการแพทย์และวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (tissue engineering) ทั้งการรักษา การทดแทน การสร้างอวัยวะเทียม และการผลิตเนื้อเยื่อทางชีวภาพต่าง ๆ เพื่อการทดสอบด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากสามารถขึ้นรูปโครงสร้างสามมิติที่เลียนแบบลักษณะเนื้อเยื่อตามธรรมชาติที่มีความซับซ้อนได้เป็นอย่างดี อีกทั้งสามารถพิมพ์เนื้อเยื่อในรูปแบบ high-throughput ได้  โดยทั่วไปรูปแบบโครงสร้างของชิ้นงานได้รับการออกแบบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และใช้หมึกพิมพ์ชีวภาพ (bioinks) ที่ทำหน้าที่หลักในการขึ้นโครงสร้าง และช่วยในการเจริญเติบโตของเซลล์ไปเป็นเนื้อเยื่อหรืออวัยวะตามที่ต้องการ จากนั้นนำมาพิมพ์ขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ชีวภาพสามมิติ และโครงสร้างที่ได้จะถูกทำให้มีความความเสถียร คงรูป ด้วยการเชื่อมขวางสายโซ่ (crosslink) ซึ่งกระบวนการเชื่อมขวางสามารถทำได้ทั้งแบบการใช้สารเคมี (chemical crosslink) หรือการเชื่อมขวางด้วยแสง (photo crosslink)

งานวิจัยนี้ เริ่มจากการคัดเลือกชนิดของพอลิเมอร์ที่เหมาะสม ส่วนใหญ่เป็นพอลิเมอร์ฐานชีวภาพ (biopolymer) เช่น โปรตีน พอลิแซ็กคาไรด์ เนื่องจากมีความปลอดภัยสูงและสามารถเข้ากันได้ดีกับเซลล์ อีกทั้งยังให้สมบัติทางกายภาพและเชิงกลที่เหมาะสม วิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีและศึกษาสมบัติทางกายภาพเบื้องต้นต่าง ๆ เช่น ความหนืด วิทยากระแส ของหมึกพิมพ์ชีวภาพที่พัฒนาขึ้น ซึ่งสัมพันธ์กับความสามารถในการพิมพ์ (printability) เนื่องจากกระบวนการขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ชีวภาพสามมิติจะมีการใช้ความดันและแรงในการอัดผ่านหัวฉีดขนาดเล็ก นำหมึกพิมพ์ที่ได้มาผสมกับเซลล์และขึ้นรูปเป็นชิ้นงานตามรูปแบบที่ต้องการ จากนั้นเชื่อมขวางสายโซ่พอลิเมอร์ให้มีลักษณะคล้ายไฮโดรเจล ทดสอบความคงรูปรวมถึงทดสอบทางชีวภาพ เช่น การทดสอบความเป็นพิษ ความเข้ากันได้ต่อเซลล์ ความย่อยสลายทางชีวภาพ หมึกพิมพ์ชีวภาพที่พัฒนาขึ้นจากงานวิจัยนี้มุ่งหวังในการนำไปประยุกต์ใช้ในการผลิตเนื้อเยื่อผิวหนังเพื่อใช้ในการทดสอบด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เพื่อลดการนำเข้าแบบจำลองเนื้อเยื่อผิวหนังจากต่างประเทศ ลดการทดสอบโดยใช้สัตว์ทดลองหรือมนุษย์ และยังใช้ในการประเมินประสิทธิภาพของยาในการรักษาต่าง ๆ เพื่อลดความล้มเหลวและเพิ่มการเข้าถึงการทดลองทางคลินิกให้เร็วขึ้น

ดร.จตุพร ปานทอง นำเสนอการพัฒนากระบวนการผลิตถ่านชีวภาพจากชีวมวลและการสร้างเครื่องผลิตถ่านชีวภาพระดับประลอง ซึ่งจะตอบความต้องการในอุตสาหกรรมด้านการผลิตกระแสไฟฟ้าจากชีวมวลที่ปัจจุบัน ยังประสบปัญหาที่สำคัญหลายด้าน อาทิ ชีวมวลมีความชื้นสูง มีค่าความร้อนต่ำ เกิดการเสื่อมสภาพระหว่างจัดเก็บทำให้จัดเก็บได้ไม่นาน นอกจากนี้ ชีวมวลยังมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำส่งผลให้ต้องใช้ต้นทุนในการขนส่งสูง

งานวิจัยนี้ เป็นการพัฒนากระบวนการและสร้างเทคโนโลยีในการปรับปรุงคุณภาพของเชื้อเพลิงชีวมวลด้วยกระบวนการทอร์รีแฟคชันเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นถ่านชีวภาพที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง มีความชื้นต่ำ และจัดเก็บได้นาน โดยถ่านชีวภาพสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนถ่านหินและชีวมวลในการผลิตกระแสไฟฟ้า

เครื่องผลิตถ่านชีวภาพที่สร้างขึ้นในงานวิจัยนี้ทำงานด้วยระบบไฮบริดทอร์รีแฟคชัน (Hybrid torrefaction) ที่มีอัตราการป้อนชีวมวล 1 ต่อวัน สามารถรองรับได้ทั้งชีวมวลแบบแห้งและแบบเปียก มีการหมุนวนของทอร์แก๊ส (Tor-gas) กลับมาใช้ซ้ำเพื่อลดต้นทุนของกระบวนการผลิตและสร้างความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ นอกจากนี้จากการพัฒนากระบวนการผลิตถ่านชีวภาพระดับห้องปฏิบัติการสามารถสร้างสมการสำหรับทำนายค่าความร้อนของถ่านชีวภาพที่ผลิตได้ ณ สภาวะต่างๆ ของกระบวนการไฮโดรเทอมัลคาร์บอไนเซชัน หรือ ทอร์รีแฟคชันแบบเปียก จากค่าองค์ประกอบธาตุและองค์ประกอบแบบประมาณของถ่านชีวภาพได้อย่างแม่นยำ สมการดังกล่าวสามารถนำไปใช้วิเคราะห์ค่าความร้อนของถ่านชีวภาพที่ผลิตในระดับประลองหรือระดับอุตสาหกรรม โดยสามารถช่วยลดระยะเวลาในการวิเคราะห์ค่าความร้อนจริงด้วยเครื่องบอมบ์แคลอริมิเตอร์ (Bomb calorimeter) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่มีราคาแพงและต้องใช้ระยะเวลานานในการวิเคราะห์

ดร.จักรภพ  พันธศรี นำเสนอการผลิตโลหะเงินเอิบชุ่มถ่านคาร์บอนกัมมันต์ระดับประลองที่กำลังผลิตไม่น้อยกว่า 20 ลิตรต่อครั้ง เพื่อใช้เป็นข้อมูลประเมินความคุ้มทุนทางเศรษฐศาสตร์ในการผลิตระดับโรงงาน          โดยถ่านกัมมันต์นิยมนำมาใช้เป็นตัวดูดซับเพราะมีสมบัติเด่นในการกรองสีและกลิ่น ดักจับสารอินทรีย์ และสารแขวนลอยที่ปนมากับน้ำหรืออากาศได้ดี แต่มีข้อจำกัดคือมีประสิทธิภาพต่ำในการบำบัดโลหะหนักหรือไอออนชนิดต่าง ๆ รวมถึงไม่มีความสามารถในการยับยั้งหรือฆ่าเชื้อก่อโรคชนิดต่าง ๆ ดังนั้น จึงมีแนวคิดการเติมอนุภาคนาโนของโลหะเงิน เพื่อลดข้อจำกัดดังกล่าว

แต่ในปัจจุบันถ่านกัมมันต์เอิบชุ่มโลหะเงิน (Ag/AC) ไม่มีรายงานการผลิตเชิงพานิชย์ในเมืองไทย มีแต่ข้อมูลการนำเข้าจากต่างประเทศเท่านั้น โดยแต่ละครั้งมีการกำหนดปริมาณขั้นต่ำในสั่งซื้อ ส่งผลให้สิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น นอกจากนี้ระบบการผลิตอนุภาคนาโนของโลหะเงินในปัจจุบันยังมีการใช้สารเคมีที่รุนแรงในกระบวนการผลิต ทำให้เกิดน้ำเสียจากการผลิตในปริมาณมากรวมถึงเกิดผลเสียต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน เพื่อลดปัญหาที่เกิดขึ้นทางทีมวิจัยจึงมีแนวคิดในพัฒนากระบวนการผลิต Ag/AC ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยใช้สารชีวมวลกลุ่มน้ำตาลและน้ำแป้ง เป็นสารตั้งต้นหลักในการกระตุ้นการเกิดอนุภาคนาโนของโลหะเงิน

ผลจากการดำเนินงานที่ผ่านมาพบว่า ทางทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการผลิตดังรายละเอียดที่กล่าวมาในระดับห้องปฏิบัติการ โดย Ag/AC ที่ผลิตได้มีประสิทธิภาพในการบำบัดสารพิษทั้งในรูปของแก๊สและของเหลว โดยเฉพาะ สี สารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) และโลหะหนักต่าง ๆ มีอัตราการหลุดล่อนของอนุภาคนาโนของโลหะเงินต่ำ จนสามารถใช้ในการกรองน้ำดื่มได้ รวมถึงการกำจัดและยับยั้งจุลินทรีย์ก่อโรคดี แต่อย่างไรก็ตาม ในการดำเนินงานที่ผ่านมาเป็นการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการ มีกำลังการผลิตขนาดเล็กระดับ 0.5 ลิตร เท่านั้น ทำให้ไม่สามารถใช้เป็นตัวแทนในการจำลองสภาวะการผลิตจริงในระดับโรงงานได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นไปที่การขยายกำลังการผลิต Ag/AC  ในอุตสาหกรรมระดับประลองที่กำลังการผลิตไม่น้อยกว่า 20 ลิตร เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการคำนวณต้นทุนการผลิต และ การประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ในการผลิตระดับโรงงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในระหว่างการผลิต ซึ่งจะส่งผลดีต่อกลุ่มผู้ผลิตถ่านกัมมันต์ในประเทศไทย ในแง่ของการสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีมูลค่าสูงมากขึ้น โดยถ่าน Ag/AC ที่ผลิตได้มีคุณภาพเทียบเท่าหรือดีกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดในปัจจุบัน ทำให้ช่วยลดการพึ่งพาเทคโนโลยีและการนำเข้าจากต่างประเทศ ซึ่งจะเป็นแนวทางเริ่มต้นที่สำคัญในต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสำหรับวัสดุดูดซับในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ Ag/AC

ดร.จิตรลดา   บุญเลิศสมุทร นำเสนองานวิจัย ผ้าไม่ถักไม่ทอจากพอลิเอทิลลีนฟูราโนเอทนาโนคอมโพสิทสำหรับการประยุกต์ใช้ในสิ่งทอเทคนิค ซึ่งมีแนวคิดมาจากสถานการณ์ปัจจุบันที่การใช้พลาสติกและการสร้างขยะจากพลาสติกก่อให้เกิดปัญหาภาวะโลกร้อนเนื่องมาจากการเผาไหม้ในกิจกรรมการผลิตและเผาทำลายขยะพลาสติก ส่งผลให้เกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศ ในประเทศไทย มีอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกจำนวนมาก โดยพลาสติกที่มีการผลิตใช้ในประเทศและทั่วโลกมาจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเป็นหลัก เช่น พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (polyethylene terephthalate, PET) เป็นต้น เนื่องจากพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) มีความทนทาน ยืดหยุ่น และสามารถดัดแปลงให้มีคุณสมบัติต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่หลากหลายได้

อย่างไรก็ตาม พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ใช้น้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติเป็นสารตั้งต้นซึ่งไม่สามารถย่อยสลายได้ จึงก่อให้เกิดผลเสียด้านสิ่งแวดล้อมหากมีการจัดการที่ไม่เหมาะสม พอลิเอทิลีนฟูราโนเอท (polyethylene furanoate, PEF) เป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่สามารถรีไซเคิลได้ 100 เปอร์เซ็นต์ ผลิตจากน้ำตาลซึ่งได้จากพืช ทั้งนี้คาดว่าพอลิเอทิลีนฟูราโนเอท (PEF) จะมีศักยภาพในการแทนที่พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่มีความทนทานสูงที่ได้มาจากวัตถุดิบปิโตรเลียมและ ปิโตรเคมี ทั้งนี้ยังมีความท้าทายในการขึ้นรูปพอลิเมอร์ชนิดนี้สำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะผ้าไม่ถักไม่ทอซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลาย

งานวิจัยนี้ จึงมีจุดมุ่งหมายในการศึกษาการเตรียมผ้าไม่ถักไม่ทอที่มีพอลิเอทิลีนฟูราโนเอท (PEF) เป็นองค์ประกอบ เพื่อได้มาซึ่งผ้าไม่ถักไม่ทอดังกล่าวที่มีสมบัติเหมาะสมแก่การนำไปใช้งานเป็นผลิตภัณฑ์ โดยการพัฒนาสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ให้มีจุดเด่นในด้านความเหนียว มีสมบัติพิเศษเพื่อให้เหมาะกับการนำไปประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ตอบโจทย์อุตสาหกรรมพลาสติกชีวภาพและสิ่งทอเทคนิค

ดร.ณัฐพงษ์  พินปรุ นำเสนอสเปรย์ทำความเย็นอัดแก๊สแรงดันสูงที่มีส่วนประกอบของสารสกัดจากธรรมชาติ รวมถึงธาตุอาหารเสริมและรอง ในชื่อ ‘iPlant Multipurpose Spray’ โดยมองในมิติของสภาพอากาศซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโตและความอยู่รอดของพืช สภาพอากาศที่เหมาะสมจะเป็นตัวแปรสำคัญในการดำรงชีวิตของพืช โดยทั่วไปอากาศที่ร้อนจัดมักจะส่งผลกระทบต่อพืชได้มากกว่าอากาศหนาว เนื่องจากอากาศร้อนจะทำให้พืชเกิดการคายน้ำอย่างรุนแรง และนำมาซึ่งการเสียสมดุลของน้ำภายในพืช จนกระทั่งทำให้พืชเหี่ยวเฉาและตายในที่สุด งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาสเปรย์ทำความเย็นอัดแก๊สแรงดันสูงที่มีส่วนประกอบของสารสกัดจากธรรมชาติรวมถึงธาตุอาหารเสริมและรอง เพื่อช่วยลดอุณหภูมิภายในของพืช รวมถึงลดการคายน้ำจากอากาศที่ร้อนจัด และทำให้พืชสามารถทนทานกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดียิ่งขึ้น

ปกติไม้เมืองหนาวที่ต้องอยู่ในสภาพอากาศร้อนถึงร้อนจัดในไทย ทำให้พืชมีความเครียดเนื่องจากต้องสูญเสียน้ำโดยเฉพาะทางใบ การรดน้ำต้นไม้ช่วยได้ในระดับหนึ่งและเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีต้นทุนสูงสำหรับบางพื้นที่ เมื่อนำสเปรย์ทำความเย็น iPlant มาประยุกต์ใช้พ่นบนใบของพืชพบว่า ได้ผลดี สามารถลดอุณหภูมิได้มากถึง 2-3 องสาเซลเซียส ยืดเวลาในการเหี่ยวเฉาออกไปได้ iPlant สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับไม้เมืองหนาว เช่นต้นกุหลาบ ต้นไฮเดรนเยีย และต้นไซคลาเมน ซึ่งเป็นกลุ่มของไม้เมืองหนาวที่มีราคาสูงและทำรายได้ให้กับเกษตรกรเป็นจำนวนมาก

นวัตกรรมและเทคโนโลยีที่ทางทีมวิจัยจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติได้ผลิตขึ้นนี้ “นับเป็นครั้งแรกของโลก” โดยอยู่ระหว่างการยื่นจดสิทธิบัตร ซึ่งคาดว่า หากสามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีไปถึงมือผู้ใช้ จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมไม้เมืองหนาวที่นำมาปลูกในประเทศไทย โดยเฉพาะในกลุ่มของไม้เมืองหนาวราคาสูง ที่จะเป็นแหล่งรายได้ให้กับเกษตรกร