Nanoscale Simulation

ทีมวิจัยการคำนวณระดับนาโน (SIM) มีความเชี่ยวชาญในการประยุกต์ใช้การคำนวณเชิงทฤษฎีเพื่อจำลองระบบและอธิบายปรากฏการณ์ในระดับนาโน ทีมวิจัยมีเป้าหมายศึกษา ออกแบบและพัฒนาคุณสมบัติของวัสดุนาโน โดยมุ่งเน้นงานวิจัยพื้นฐานเพื่อสร้างองค์ความรู้และงานวิจัยเพื่อประยุกต์ใช้สนับสนุนภาคอุตสาหกรรม ทีมวิจัยมีการใช้ระเบียบวิธีการคำนวณต่าง ๆ ได้แก่ ระเบียบวิธี first-principles computational approaches  การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุล (molecular dynamic simulation) การจำลองมอนติคาร์โล (Monte Carlo simulations) และ จลนศาสตร์จุลภาค (microkinetic modeling) เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ (electronic properties) อันตรกิริยาระดับโมเลกุล (molecular interactions) กลไกการเร่งปฏิกิริยา คุณสมบัติเชิงพลังงานของวัสดุ คุณสมบัติทางอุณหภูมิศาสตร์ คุณสมบัติทางจลศาสตร์ สมบัติเชิงอิเล็กทรอนิกส์ และคุณสมบัติเชิงแสง ฯลฯ นอกจากนั้นยังได้มีการนำการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) มาเพิ่มประสิทธิภาพในการเฟ้นหาวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงร่วมกับวิธีข้างต้นอีกด้วย การพัฒนาองค์ความรู้ดังกล่าวมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนและพัฒนางานวิจัย โดยปัจจุบันทีมวิจัยให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการวิจัยเพื่อส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการดักจับ และใช้ประโยชน์คาร์บอน (carbon capture and utilization, CCU) และการผลิตเคมีภัณฑ์มูลค่าเพิ่ม (value-added chemical production) รวมทั้งการพัฒนาวัสดุนาโนหลากหลายชนิด อันจะนำไปสู่การพัฒนาทั้งในด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน และมุ่งสู่การบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน

ขอบเขตงานวิจัย

1. 1. การดักจับและใช้ประโยชน์จากคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon capture and utilization, CCU)

• การออกแบบและพัฒนาวัสดุรูพรุนเพื่อดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ capture and storage)
• การเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัสดุนาโนและสารเคมีมูลค่าเพิ่มด้วยปฏิกิริยาเชิงความร้อน (Thermal catalytic reaction) ปฏิกิริยาเชิงแสง (Photocatalytic reaction) และปฏิกิริยาเชิงเคมีไฟฟ้า (Electrocatalytic reaction) 

2. การผลิตเคมีมูลค่าเพิ่ม (Value-added Chemical Production)

• การเปลี่ยนชีวมวล (biomass) เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) และสารชีวเคมี (biochemical)
• การปรับปรุงคุณภาพเชื้อเพลิง

3. การตรวจวัดและบำบัดแก๊สมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ในโรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม ได้แก่ โลหะหนักปรอท (Hg) สารหนู (As) NOx SOx และ สารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) เป็นต้น โดยพัฒนา

• วัสดุดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยา
• เซนเซอร์

4. การพัฒนาวัสดุนาโนประสิทธิภาพสูงเพื่อใช้ในงานด้านต่างๆ ได้แก่ วัสดุผลิตและกักเก็บไฮโดรเจน วัสดุขั้วแบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ OLED เป็นต้น

ผลงานเด่นและความสำเร็จ (Key Achievements)

1. การดักจับ และใช้ประโยชน์คาร์บอน (carbon capture and utilization, CCU)

• รางวัลวิจัยระดับดี สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ วช 2566 และ 2567
• 2017 L’Oréal-UNESCO For Women in Science Thailand Fellowship
• ACS Appl. Mater. Interfaces. 15 (2023) 12936
• Fuel 319 (2022) 123808
• Mat. Chem. A, 12 (2024) 3084
• Angew Chem. Int. 62 (2023) e202301920
• Am. Chem. Soc. 145 (17) (2023) 9808
• Mat. Chem. A 11 (16) (2023) 9143-9151
• ACS Catal. 11 (15) (2021) 9688-9701
• Eng. J., 486 (2024) 150248

2. Sustainable Value-added Chemical Production

• For Woman in Science (FWIS) award, L’Oréal, Thailand (2022)
• Nanoscale, 16 (2024) 678-690
• Catal., 434 (2024) 115531
• Am. Chem. Soc. 146 (2024) 27528
• Commun., 169 (2022) 106468
• New J. Chem., 45 (46) (2021) 21543
• Green Chem., 22 (2022) 8572
• ChemSusChem, 2022, 15, e202102653
• Surf. Sci. 574 (2022) 151577
• Surf. Sci. 547 (2021) 149170

3. การบำบัดอากาศจากแก๊สเผาไหม้ในโรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม

• Wiley-CST for Green Chemistry Award 2017 
• 2016 L’Oréal-UNESCO For Women in Science Thailand Fellowship
• Surf. Sci. 508 (2020) 145255 
• Eng. J. 369 (2019) 124-133 
• Sci. Technol. 7 (2018) 356-365
• Catal. A: Gen. 557 (2018) 79-88
• Surf. Sci. 396 (2017) 1712-1718
• Hazard. Mater. 310 (2016) 253-260.
• Surf. Sci. 362 (2016) 140-145
• Eng. J. 274 (2015) 132-142.

4. การพัฒนาวัสดุนาโนประสิทธิภาพสูงเพื่อใช้ในงานด้านต่างๆ

• ACS Appl. Mater. Interfaces. 13(48) (2021) 57306-57316
• Chem. Chem. Phys. 20 (2018) 6073
• Phys. Chem. C. 116 (2012) 25653−25663
• Dalton Trans. 43 (2014) 9166-9176

ทีมวิจัยมีความยินดีอย่างยิ่งที่จะได้ร่วมมือกับพันธมิตรจากองค์กรทุกภาคส่วน ทั้งภาคอุตสาหกรรม ภาคการศึกษา และผู้ที่สนใจ เพื่อขับเคลื่อนการวิจัยและพัฒนา ยกระดับองค์ความรู้และสร้างคุณค่า ร่วมกันพัฒนานวัตกรรมที่ยั่งยืนและใช้งานได้จริง พร้อมมุ่งสู่อนาคตที่ยั่งยืนและมั่นคงไปด้วยกัน