“แสงซินโครตรอน” ยังรอผู้ใช้ร่วมพัฒนาเพื่องานวิจัยไทย

ศูนย์ซินโครตรอนระดมความเห็นผู้ใช้ “แสงสยาม” ครั้งแรก หวังปรับปรุงเครื่องมือให้สอดคล้องกับงานวิจัย ด้านนักวิจัยแจงหากไทยมีช่วงแสงที่ต้องการ จะช่วยให้งานวิจัยสะดวกและรวดเร็วขึ้น ด้าน ผอ.ศซ.เผยอยากให้มีสัมมนาเสนองานวิจัยจากแสงซินโครตรอนระดับชาติ และต่อไปอาจขอเป็นเจ้าภาพจัดกาประชุมระดับโลก

การประชุมประจำปีกลุ่มผู้ใช้ครั้งที่ 1 ของห้องปฏิบัติการแสงสยาม ศูนย์ปฏิบัติการวิจัยเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนแห่งชาติ(ศซ.) เมื่อวันที่ 8 พ.ค.50 ณ โรงแรมเซนจูรี่ปาร์ค กรุงเทพฯ นับเป็นครั้งแรกที่มีการประชุมของกลุ่มผู้ใช้งานแสงซินโครตรอนสำหรับงานวิจัย โดยเป็นความเห็นชอบของคณะกรรมการกลุ่มผู้ใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอนหรือแสงสยาม ซึ่งมี ศ.(เกียรติคุณ) ดร.ถิรพัฒน์ วิลัยทอง เป็นประธานคณะอนุกรรมการจัดประชุมประจำปี

ทั้งนี้เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนขนาด 1.0 กิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV) ของไทยซึ่งได้รับรับบริจาคมาจากญี่ปุ่นตั้งแต่ปี 2539 นั้นผลิตแสงซินโครตรอนเป็นครั้งแรกได้เมื่อปี 2543 และเปิดให้นักวิจัยสาขาต่างๆ ได้ร่วมใช้ประโยชน์เมื่อปี 2545 ซึ่งมีสมาชิกเข้าไปใช้บริการแล้ว 125 คน และปัจจุบันมีสถานีทดลองที่เรียกว่า “บีมไลน์” (Beamline) 3 สถานี ซึ่งใช้งานทางด้านการวัดการปลดปล่อยแสง (Photoemission spectroscopy) การผลิตเครื่องจักรขนาดจิ๋ว (Micromaching) และการวัดการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ (X-ray absorption spectroscopy) และกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างอีก 1 สถานี

“การใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอนจากกลุ่มผู้ใช้มีจำนวนเพิ่มขึ้นทุกปีและมีแนวโน้มจะเพิ่มมากขึ้นในอนาคต เพื่อให้ห้องปฏิบัติการแสงสยามเป็นศูนย์เครื่องมือวิจัยร่วมเพื่อรองรับงานวิจัยระดับประเทศ การประชุมครั้งนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นที่จะให้ผู้ใช้ในปัจจุบันและผู้สนใจที่จะเข้ามาใช้งานในอนาคตได้เข้ามามีส่วนร่วม และกำหนดแนวทางในการพัฒนาเครื่องกำเนิดแสงสยาม ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลองให้สอดคล้องกับทิศทางการวิจัยของประเทศ” ศ.(เกียรติคุณ) ดร.ถิรพัฒน์กล่าว

ทางด้าน รศ.ดร.วีระพงษ์ แพสุวรรณ ผู้อำนวยการ ศซ.กล่าวย้ำว่าต้องการคำแนะนำและความคิดเห็นจากผู้ใช้แสงซินโครตรอนเพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาศูนย์ปฏิบัติการเพื่อรองรับความต้องการของงานวิจัย โดยศักยภาพของศูนย์สามารถที่จะสร้างสถานีทดลองได้ถึง 8 สถานี ส่วนจะเพิ่มสถานีใดบ้างนั้นขึ้นอยู่กับว่ามีความต้องการสร้างงานวิจัยในด้านใดมากกว่ากัน ซึ่งปัจจุบันกลุ่มผู้ใช้ส่วนใหญ่จะใช้ประโยชน์จากรังสีเอ็กซ์ และมีส่วนน้อยที่ใช้ประโยชน์จากรังสียูวีที่ประยุกต์ใช้ประโยชน์ทางด้านวัสดุศาสตร์

“ตอนนี้แต่ละบีมไลน์เรียกได้ว่ามีศักยภาพ 100% โดยใน 2 สถานีนั้นมี 1 สถานีที่กำลังเปลี่ยนหัววัดใหม่ให้มีความว่องไวในการตรวจวัดธาตุได้เกือบทุกชนิด และสามารถตรวจวัดธาตุที่มีการปนเปื้อนได้ในย่าน 5 พีพีเอ็ม (ppm : ส่วนในล้านส่วน) และเราพยายามสร้างมาตรฐานให้ได้ในระดับสากลเพื่อให้นักวิจัยต่างชาติเข้ามาทำวิจัย ไม่อย่างนั้นเขาก็จะไม่เข้ามา เนื่องจากเขาไม่มีเทคโนโลยีแบบนี้แล้วเพราะของเขาสูงกว่าเรามาก แต่บางครั้งเขาก็ต้องการทำวิจัยที่ใช้เทคโนโลยีต่ำๆ แบบของเรา ซึ่งการเข้ามาของเขาจะทำให้ได้ความรู้และปรับปรุงเทคโนโลยีเพื่อสร้างมาตรฐานของเราให้สูงขึ้น และช่วยยกระดับงานวิจัยของเราด้วย” รศ.ดร.วีระพงษ์กล่าว

สำหรับความคาดหวังต่อการประชุมกลุ่มผู้ใช้นี้ รศ.ดร.วีระพงษ์อยากให้พัฒนาไปสู่การประชุมสัมมนาระดับชาติ (National synchrotron conference) ที่มีการนำเสนองานวิจัยจากการใช้ประโยชน์ของแสงซินโครตรอนด้วย โดยหลายประเทศทั่วโลกก็มีการประชุมดังกล่าว อาทิ ญี่ปุ่นซึ่งมีเครื่องซินโครตรอนขนาดใหญ่ที่สุดในโลก 8 GeV ไต้หวัน สหรัฐอเมริกา เป็นต้น อีกทั้งยังมีการประชุมสัมมนาในระดับโลกที่หลายประเทศเวียนเป็นเจ้าภาพ อนาคตหากไทยสามารถจัดการประชุมระดับชาติได้และมีความพร้อมที่จะจัดระดับโลกก็อาจเสนอตัวเป็นเจ้าภาพ

“ต่างประเทศเข้าไปไกลกว่าเราเยอะเพราะเขาลงทุนมากกว่าเราเยอะ ไต้หวันก็กำลังจะสร้างเครื่องที่ 2 แล้วซึ่งจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ศึกษาอะตอมและโครงสร้างได้ลึกขึ้น แต่ของเราเครื่องเล็กกว่าและเป็นเครื่องบริจาค แม้จะดัดแปลงให้ใช้งานได้แต่ก็มีขีดจำกัด หากจะสร้างเครื่องใหม่ก็ต้องสร้างผลงานวิจัยให้เป็นที่ยอมรับของ อีก 10 ปีจะมีนักวิจัยรุ่นใหม่ๆ ที่มีความสามารถมากขึ้นและเขาก็จะร้องขอเครื่องมือที่ศักยภาพสูงขึ้นเพราะที่มีอยู่ประสิทธิภาพอาจจะไม่ถึง แต่รัฐบาลคงต้องดูศักยภาพของงานวิจัยด้วย” รศ.ดร.วีระพงษ์กล่าว

ส่วนสถานีที่กำลังสร้างอยู่นั้น รศ.ดร.วีระพงษ์กล่าวว่าจะแล้วเสร็จในปีหน้า ซึ่งเป็นระบบลำเลียงแสงสำหรับใช้งานดูโครงสร้าง 3 มิติของเชื้อโรคหรือผลึกโปรตีน (Protein crystallography) เพื่อผลิตยา โดยปัจจุบันมีนักวิจัยจากเพียงไม่กี่มหาวิทยาลัยที่ศึกษาเรื่องดังกล่าว ได้แก่ มหาวิทยาลับมหิดล มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ในส่วนของผู้ใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอน ดร.เพ็ญจิตร จิตรนำทรัพย์ นักวิจัยจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนดลยีชีวภาพแห่งชาติ(ไบโอเทค) ได้ใช้แสงซินโครตรอนศึกษาเอนไซม์ไดไฮโดรโฟเลทรีดักเทส (dihydrofolatereductase) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการสร้างสารพันธุกรรมของเชื้อปรสิตที่ทำให้เกิดโรค “ซากาซ” ที่พบในแถบอเมริกาใต้ และทำให้อวัยวะภายในบวมโตจนอาจเกภาวะหัวใจล้มเหลว แต่ยังไม่พบโรคดังกล่าวในเมืองไทย ทั้งนี้ได้รับการร้องขอจากทางอเมริกาใต้ให้ศึกษาเรื่องดังกล่าว เนื่องจากเห็นศักยภาพในการศึกษาโครงสร้าง 3 มิติของเชื้อมาลาเรียได้เป็นครั้งแรกของโรค

ดร.เพ็ญจิตรกล่าวว่าต้องเดินทางไปใช้แสงซินโครตรอนในต่างประเทศเพื่อศึกษาโครงสร้าง 3 มิติของเชื้อมาลาเรีย เนื่องจากศูนย์ซินโครตรอนของไทยยังไม่มีช่วงแสงที่จำเป็นต่อการวิจัยดังกล่าวและกำลังอยู่ระหว่างสร้างสถานีทดลองดังกล่าว ทั้งนี้หากสามารถวิจัยในเมืองไทยได้จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการเดินทาง และจะช่วยให้ทำงานวิจัยได้เร็วขึ้นหลายเท่าตัว โดยจะลดเวลาในการเตรียมตัวอย่างและการเดินทางไปทำวิจัย

ขณะที่ น.ส.จิรภัทร์ อนันต์ภัทรชัย นักศึกษาปริญญาเอก ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี กล่าวว่าได้ใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอนเพื่อศึกษาโลหะหนัก 3 ชนิดได้แก่ แคดเมียม โครเมียม และสังกะสี ที่ปนเปื้อนในปูนซีเมนต์ เนื่องจากทางโรงงานปูนได้หาวิธีกำจัดกากของเสียโดยใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนและใช้เป็นวัสดุทดแทน แต่พบว่าในกากของเสียนั้นมีโลหะหนักปนเปื้อนอยู่

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษาว่าปริมาณโลหะหนักมากน้อยแค่ไหนที่ปนเปื้อนในปูนซีเมนส์แล้วจะไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยสังเคราะห์ปูนซีเมนส์ให้เหมือนกับปูนของโรงงานแล้วผสมโลหะหนักในอัตราส่วนต่างๆ จากนั้นนำไปศึกษาโครงสร้างด้วยแสงซินโครตรอนเพื่อดูว่าโครงสร้างของโลหะหนักเหล่านั้นจะหลุดสู่สิ่งแวดล้อมได้ง่ายหรือยาก รวมทั้งศึกษาโครงสร้างประจุของโลหะหนักบางชนิดซึ่งจะบอกความเป็นพิษได้ เช่น โครเมียมที่มีประจุ +6 จะมีความเป็นพิษมากที่สุด

ขณะที่ ดร.วิชุดา บุญยะรัตกลิน จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทร์วิโรฒ (ประสานมิตร) ได้ใช้แสงซินโครตรอนในย่านรังสียูวีศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของแพลตตินัมที่เคลือบด้วยโครเมียมที่มีความเป็นแม่เหล็กในตัวเอง ซึ่งเป็นการศึกษาขั้นพื้นฐานในการพัฒนาอุปกรณ์บันทึกข้อมูล (Memory device) ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการศึกษาเรื่องเหล่านี้จะช่วยให้เราสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวได้ในอนาคต รวมทั้งยังเป็นการสร้างนักวิทยาศาสตร์ด้วย

ทั้งนี้ ดร.วิชุดากล่าวถึงประสิทธิภาพของเครื่องซินโครตรอนของไทยว่า หากเทียบกับของต่างประเทศแล้วก็ถือว่าของไทยด้อยกว่ามากและเทียบไม่ได้ แต่ก็ใช้ทำงานวิจัยที่ทำอยู่นี้ได้ ซึ่งงานวิจัยทางฟิสิกส์ใช้แสงซินโครตรอนเยอะ และอยากให้ศูนย์พัฒนาเครื่องมือที่วัดสปิน (spin) ของอิเล็กตรอนได้ แต่หากเป็นคนเดียวที่ศึกษาเรื่องดังกล่าวก็อาจจะไม่คุ้มกับการลงทุน