สจล.พร้อมใช้ “นาโนเทคโลยี” บรรเทาทุกข์ “น้ำเสีย” ช่วงน้ำท่วม

สจล.-วิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สจล.เล็งเห็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ที่ส่งผลกระทบต่อประชาชน เผย นวัตกรรมด้านฟิสิกส์และนาโนเทคโนโลยี ช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเสียชาวบ้าน พร้อมย้ำนวัตกรรมด้านฟิสิกส์และนาโนอย่างระบบเซนเซอร์ตรวจวัดน้ำเสีย หรืออี-โนส และระบบตรวจวัด pH ในน้ำ ช่วยให้ชาวบ้านสร้างคุณภาพชีวิตที่ดีได้

ดร.สิรพัฒน์ ประโทนเทพ อาจารย์ประจำวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวว่า ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมเป็นปัญหาสําคัญที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สามารถนําไปประยุกต์ช่วยแก้ไขได้ จึงเป็นที่มาของการพัฒนานวัตกรรมนาโนเทคโนโลยี ที่พยายามเร่งพัฒนา เพื่อใช้ในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก อีกทั้งยังไม่ส่งผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์

สำหรับนวัตกรรมช่วยเหลือสังคมด้านสิ่งแวดล้อม ที่คณะนักวิจัยของวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ได้ผลิตและคิดค้นขึ้นนั้น ทางวิทยาลัยได้ร่วมมือกับศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สวทช.พัฒนาระบบเซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดสารเคมีในรูปของของเหลว โดยใช้หลักการซึ่งเลียนแบบการทํางานของลิ้นมนุษย์ในรูปแบบของ “เครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์” เพื่อใช้ตรวจวัดสารพิษในน้ำ และศึกษาประสิทธิภาพการใช้น้ำหมักจุลินทรีย์ โดยหลักการการทำงานของระบบเซ็นเซอร์นี้สามารถตรวจจับสารเคมีได้หลายชนิด

“การจําแนกลักษณะแพทเทิร์น เช่น เปรี้ยว เค็ม หวาน ขม โดยมีเซลล์ประสาทสัมผัสชนิดต่างๆ เพื่อรับรู้รสของสารต่างๆ กันไป การเลียนแบบการทํางานของสมองมนุษย์นี้อาศัยระบบวิเคราะห์ทางสถิติที่เรียกว่า Principal Component Analysis หรือ PCA ซึ่งเป็นการประมวลผลจําแนกลักษณะแพทเทิร์นของน้ำที่ต้องการวัดจากเซ็นเซอร์หลายชนิด ซึ่งทําการวัดสารนั้นพร้อมๆ กัน โดยแปลงสัญญาณการตอบสนองเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อนํามาประมวลผล เปรียบเทียบกับฐานข้อมูลของลักษณะแพทเทิร์นที่ได้เก็บข้อมูลไว้ก่อน เช่น ข้อมูลของน้ำดีและน้ำเสีย เป็นต้น ผลการทดสอบการทำงานเบื้องต้นของการวิเคราะห์สารเคมีในน้ำด้วยเครื่องที่ทำงานด้วยหลักการทางไฟฟ้าเคมี พบว่า สามารถแยกแยะไอออนเจือปนในน้ำทั้งไอออนบวก เช่น โซเดียม โพแทสเซียม เป็นต้น และไอออนลบ เช่น ไนเตรต และ ซัลเฟต เป็นต้น ได้ดี อีกทั้งยังสามารถบ่งชี้ระดับความเข้มข้นมากน้อยในเชิงคุณภาพได้อีกด้วย” ดร.สิรพัฒน์ กล่าว

นอกจากนี้ ยังมีระบบตรวจวัดและจัดเก็บข้อมูลตามเวลาจริง (Real Time) เพื่อสร้างแผนที่กรด-เบส สำหรับการพัฒนาแหล่งน้ำธรรมชาติ โดยมีการพัฒนาหัววัดค่า pH แบบ ISFET ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเด่น คือ มีการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรด-เบสได้อย่างรวดเร็ว แม่นยำ ทนทานต่อการใช้งานในสภาวะต่างๆ เก็บรักษาได้นาน โดยส่งข้อมูลตามเวลาจริงผ่านคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล แสดงผลเป็นแผนที่กรด-เบส และจัดเก็บในรูปแบบฐานข้อมูลแผนที่กรด-เบส ทำให้สามารถระบุสภาพพื้นที่ ที่เกิดปัญหาเพื่อแก้ปัญหาได้อย่างตรงจุดได้

“งานวิจัยทั้ง 2 ชิ้น นี้เป็นการพัฒนาสิ่งประดิษฐ์เพื่อช่วยเหลือสังคม โดยเฉพาะด้านสิ่งแวดล้อม ที่ถูกวิจัยผ่านการใช้นาโนเทคโนโลยีแทบทั้งสิ้น ที่สามารถฟื้นฟูแหล่งน้ำตามธรรมชาติได้ ทำให้น้ำที่มีสภาพเน่าเสีย กลับมาเป็นน้ำที่มีสภาพปกติได้ อีกทั้งระบบเซนเซอร์ที่เราได้พัฒนาขึ้น เพื่อตรวจวัดระดับน้ำเสีย ทำให้เราสามารถรู้ได้ว่าแหล่งน้ำนั้นมีสารเคมีปนเปื้อน หรือส่งผลกระทบต่อเรามากน้อยเพียงใดได้ หรืออาจป้องกันไม่ให้เสี่ยงต่อการใช้น้ำเสียได้ โดยอย่างอุทกภัยครั้งที่ผ่านมา ที่ชาวบ้านจังหวัดพระนครศรีอยุธยา ได้รับผลกระทบ และความเดือดร้อนจากน้ำที่ส่งกลิ่นเหม็น และเน่าเสีย หรือแม้แต่พื้นที่ตรงช่วงอุทยานประวัติศาสตร์ที่มีน้ำเสียเน่าขัง เราก็นำเครื่องเซนเซอร์ ระบบตรวจวัดกรด-เบส รวมถึงสารแก้น้ำเสีย ลงไปช่วยชาวบ้านที่อยู่ในพื้นที่ที่ได้รับความเดือดร้อน ทำให้ชาวบ้านกลับมามีคุณภาพชีวิตที่ดีได้ใหม่” ดร.สิรพัฒน์ กล่าวสรุป

ทั้งนี้ วิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สจล.ร่วมกับ สมาคมฟิสิกส์ไทย ได้จัดงานการประชุมฟิสิกส์ไทย ครั้งที่ 7 ขึ้น ภายใต้หัวข้ออดีต ปัจจุบัน และอนาคตของพัฒนาการทางฟิสิกส์ ที่จะอธิบายถึงความสำคัญและพัฒนาการทางฟิสิกส์ที่มีความสำคัญต่อมนุษยชาติ และการนำนาโนเทคโลยีเข้ามาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาสังคม และชีวิตความเป็นอยู่ในด้านต่างๆของมนุษย์ อาทิ คาร์บอนนาโน โดยงานดังกล่าว จัดขึ้นระหว่างวันที่ 9-12 พ.ค.55 ที่ผ่านมา ณ โรงแรมกรุงศรีริเวอร์ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา