MGROnline Science – ชวนรู้จัก : “MOFs” (metal-organic frameworks) วัสดุนาโนรูพรุนขั้นสูง จากฝีมือนักวิจัยไทย ดร.ชลิตา รัตนเทวะเนตร ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยเป็นวัสดุผสมระหว่างโลหะกับสารอินทรีย์ โดยโลหะทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อม (node) ขณะที่สารอินทรีย์ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อม (linker) ระหว่างโลหะแต่ละจุด ทำให้วัสดุมีลักษณะเป็นโครงข่ายสามมิติที่มีรูพรุนจำนวนมาก ทำให้ MOFs มีคุณสมบัติที่สามารถ "ดักจับ" และ "กักเก็บ" สารเคมีที่ต้องการกำจัดได้ ไม่ว่าจะเป็นก๊าซพิษ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเรือนกระจก หรือจะดูดซับสารเคมีที่ย่อยสลายยากหรือที่เรียกกันว่า "สารเคมีชั่วนิรันดร์" (forever chemicals) เช่น PFAS ที่เมื่อปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อม จะคงอยู่ได้นานนับพันปี
นอกจากนี้ ยังมีความสามารถที่น่าสนใจอย่างการคัดเลือกโมเลกุลที่ต้องการออกจากโมเลกุลอื่น มีการนำไปใช้กับตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเพาะกับรูปร่างและโครงสร้างของสารเคมีนั้นๆ ทำให้สามารถใช้เป็นสารดูดซับ หรือตัวกรองได้ ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง
“ถ้าเราสามารถสร้างวัสดุขึ้นมาใหม่โดยกำหนดได้ตั้งแต่ลักษณะโครงสร้างไปจนถึงสมบัติทางเคมีในระดับนาโนเมตร เราจะใช้ประโยชน์จากวัสดุเหล่านั้นได้มากขนาดไหน” นี่คือแนวคิดจุดตั้งต้นของการพัฒนา Metal-Organic Framework หรือ MOF (มอฟ) วัสดุผสมระหว่างโลหะกับสารอินทรีย์ที่ออกแบบโครงสร้างและสมบัติให้มีความจำเพาะได้ ที่นักวิจัยในหลายประเทศทั่วโลกพัฒนากันมาตั้งแต่ช่วงปี ค.ศ. 1990 จนทุกวันนี้มีนวัตกรรมวัสดุ MOF ที่หลากหลาย ทั้งเพื่อการดูแลรักษาสิ่งแวดล้อม ยกระดับอุตสาหกรรมพลังงาน หรือกระทั่งใช้เป็นวัสดุทางด้านสุขภาพและการแพทย์ แต่ก็ยังมีอุปสรรคสำคัญ คือ ต้นทุนการผลิตที่สูงเกินกว่าจะใช้ประโยชน์วัสดุนี้ในระดับอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย” ........... ดร.ชลิตา กล่าว
