อเมริกันพัฒนา “ขมิ้น” สู่สารตรวจหาระเบิด

นอกจากมีคุณสมบัติต้านมะเร็งและอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในทางการแพทย์แล้ว สารเคมีใน “ขมิ้น” ยังใช้เป็นวัตถุผลิตเครื่องตรวจสารระเบิดราคาถูกได้ จากคุณสมบัติเปล่งแสงเมื่อสัมผัสสารระเบิดในอากาศ

นักวิจัยอเมริกันเสนอว่า สารเคมีในขมิ้นนั้นสามารถตรวจหาสารระเบิดอย่างทีเอ็นที (TNT) แทนสารเคมีที่ซับซ้อนอื่นๆ ได้ ด้วยความสามารถในการจับโมเลกุลของสารระเบิดในอากาศแล้วเปล่งแสงออกมา ซึ่งการตรวจวัดสารเรืองแสงนี้เป็นเทคนิคที่ถูกประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดและวิเคราะห์ต่างๆ มากมาย

สารเคมีบางอย่าง เมื่อได้รับการกระตุ้นจะปลดปล่อยแสงออกมาในรูปของแสงสีที่แตกต่างกัน บางชนิดเรืองแสงในความมืด และความเข้มของแสงที่ปลดปล่อยนั้นเปลี่ยนแปลงได้ หากมีโมเลกุลต่างชนิดผสมเข้ากับโมเลกุลเรืองแสง และเซนเซอร์จะตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงนี้

บีบีซีนิวส์รายงานว่า ขณะนี้ อภิเชก กุมาร (Abhishek Kumar) จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเสตต์ (University of Massachusetts) ในโลเวลล์ สหรัฐฯ กำลังศึกษาคุณสมบัติการเรืองแสงของส่วนประกอบในแกงกะหรี่ เพื่อพัฒนาวิธีการตรวจหาสารระเบิดราคาถูก

“ถ้าคุณมีทีเอ็นทีอยู่ 1 กรัมในห้องนี้ แล้วคุณสุ่มตัวอย่างโมเลกุลอากาศสักพันล้านโมเลกุลจากในห้อง คุณจะพบโมเลกุลทีเอ็นทีแค่ 4-5 โมเลกุล นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมโมเลกุลเหล่านั้นถึงตรวจหาได้ยากเหลือเกิน และกระทรวงการต่างประเทศสหรัฐฯ (US State Department) ประเมินว่า มีกับระเบิดอยู่ทั่วโลกมากกว่า 60-70 ล้านลูก ซึ่งเราต้องการอุปกรณ์ตรวจจับแบบพกพาสะดวก ราคาถูก มีความไวสูงและง่ายต่อการดูแล” กุมารกล่าวระหว่างการประชุมวิชาการของสมาคมฟิสิกส์อเมริกัน (American Physical Society)

ทีมของกุมารได้แนวคิดในการใช้ประโยชน์จากการเรืองแสงของขมิ้นระหว่างที่พวกเขากำลังศึกษาการประยุกต์ใช้ขมิ้นในทางชีววิทยา โดยพยายามหาวิธีทำให้ละลายในน้ำได้ง่าย ซึ่งเขาบอกว่าคนส่วนใหญ่จะสนใจการประยุกต์ใช้ขมิ้นในเชิงชีววิทยา เช่น การบำบัดมะเร็งและโรคอัลไซเมอร์ เป็นต้น แต่ไม่มีใครสนใจที่จะนำมาใช้ผลิตอุปกรณ์เชิงแสง

อย่างไรก็ดี คุณสมบัติเชิงแสงที่เป็นประโยชน์ของขมิ้นนี้จะได้ผลเมื่อถูกละลายในของเหลวเท่านั้น แต่เมื่อทำให้ระเหยจนกลายเป็นของแข็งขมิ้นก็จะจับตัวเป็นก้อนและหยุดการเรืองแสง ทางทีมวิจัยจึงเกิดความคิดในการนำพอลิเมอร์ที่เรียกว่า “โพลีไดเมธิลซิโลเซน” (polydimethylsiloxane) ซึ่งหนาและหนืดที่อุณหภูมิห้อง มาปั่นผสมขมิ้นลงบนแผ่นแก้วเพื่อผลิตฟิล์มบาง

จากนั้นทีมวิจัยจะใช้แหล่งกำเนิดแสงราคาถูก ในที่นี้ทีมวิจัยใช้หลอดแอลอีดี (LEDs) ฉายไปบนฟิล์มบาง แล้วตรวจวัดแสงที่เปล่งออกมา ในกรณีที่มีสารระเบิด แสงที่เปล่งออกมาจะหรี่ลง และจากการใช้เซนเซอร์หลายตัวที่เรียงกันเป็นแถบ โดยแต่ละตัวมีความไวต่อแสงสีที่แตกต่างกัน ทำให้ตรวจสอบสารระเบิดได้หลายชนิด และลดการเตือนพลาด (false alarm) ลงได้ด้วย

จากการทดสอบฟิล์มบางผสมขมิ้นนี้สามารถตรวจสารระเบิดที่มีปริมาณน้อยเพียง 80 ส่วนในพันล้านส่วน (parts per billion) ได้ แต่กุมารบอกว่าในการประยุกต์ใช้งานเพื่อตรวจสอบสารระเบิดนั้นพวกเขาต้องเพิ่มความไวในการตรวจมากกว่านี้ โดยการปรับเปลี่ยนกลุ่มสารเคมีที่ใช้จับกับสารเคมีจากขมิ้น และตอนนี้ทีมวิจัยซึ่งได้รับทุนวิจัยจากรัฐบาลสหรัฐฯ กำลังเจรจากับบริษัทเอกชนเพื่อพัฒนาไปสู่อุปกรณ์ตรวจสารระเบิดแบบพกพาง่ายต่อไป