นาโนเทคผนึก 2 เทคโนโลยีตัวช่วยกรองน้ำสะอาด
นักวิจัยนาโนเทค พัฒนานวัตกรรมตอบโจทย์ “กรีน” ด้วยเทคโนโลยีการกรองโดยใช้เมมเบรนเส้นใยพอลิเมอร์ผสมวัสดุที่มีรูพรุนขนาดนาโนหรือ MOFs ด้วยจุดเด่นในการจับสสารกลุ่มสีย้อม ยาปฏิชีวนะ พร้อมต่อยอดสู่ระบบกรองเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับอุตสาหกรรมกลุ่มสีย้อม การแพทย์
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) เป็นองค์กรวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยีชั้นนำ ที่มุ่งสร้างคุณประโยชน์ให้กับประเทศและ มนุษยชาติผ่านงานวิจัย พัฒนา ออกแบบและวิศวกรรม และประยุกต์นาโนเทคโนโลยี เพื่อให้เกิดความเป็นเลิศและสามารถถ่ายทอดสู่การใช้ประโยชน์ให้กับภาคการผลิต เพิ่มศักยภาพการแข่งขันของประเทศและยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชน
ซึ่งในปัจจุบัน นาโนเทคพัฒนาเทคโนโลยีด้านการกรอง/บำบัด เพื่อให้ได้น้ำที่มีคุณภาพเหมาะสม เช่นน้ำดีสำหรับอุปโภคบริโภค หรือน้ำทิ้งตามมาตรฐาน สำหรับปล่อยทิ้งแหล่งน้ำธรรมชาติ รวมทั้งการรี-ไซเคิล นำน้ำกลับมาใช้ซ้ำ โดยมุ่งเน้นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Green technology) รวมทั้งเสนอแนวทางแก้ปัญหา (Solution provider) ที่เหมาะสม และสิ่งสำคัญอีกประการคือมุ่งสร้างพันธมิตรเพื่อบูรณาการร่วมมือในการแก้ปัญหาด้านน้ำเพื่อตอบโจทย์ที่ท้าทายของประเทศ
จุดเด่นด้านเทคโนโลยีนาโนที่ตอบโจทย์เรื่องน้ำ คือ ขนาดของวัสดุกรองซึ่งขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงขึ้น ดังนั้นจึงมีพื้นที่สำหรับดักจับหรือย่อยสลายสารปนเปื้อน (มลสาร) ได้มากขึ้น รวมถึงสมบัติทางพื้นผิว สามารถปรับปรุงพื้นผิวของวัสดุกรองให้มีสมบัติพิเศษ เช่น กรองและยับยั้งเชื้อ หรือพัฒนาชั้นฟิลม์บางบนไส้กรองเพื่อเลือกดักจับเกลือ
ดร.ชลิตา รัตนเทวะเนตร นักวิจัยจากทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค กล่าวว่า วัสดุที่มีรูพรุนขนาดนาโน หรือMOF (Metal-Organic Framework) ที่มีสมบัติดูดซับได้ดี เนื่องจากมีรูพรุนสูงมาก แต่รูพรุนของ MOFs จะมีความโดดเด่นของขนาดรูพรุนที่เท่ากันทุกรู ทุกครั้ง ทำให้สามารถกำหนดการยอมให้สสารวิ่งผ่าน และคัดกรองสสารที่วิ่งผ่าน
“เรามองว่า MOFs สามารถตอบโจทย์ผสานกับเทคโนโลยีเมมเบรน ซึ่งเป็นการกรองสสาร จึงนำพอลิเมอร์เมมเบรน ซึ่งเป็นโลหะโครงข่ายอินทรีย์ มาใส่คุณสมบัติของ MOFs เพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้จำเพาะเจาะจงมากขึ้น และพบว่า นวัตกรรมจากเส้นใยพอลิเมอร์ผสม MOFs สามารถกรองกลุ่มสีย้อม ยาปฏิชีวนะ ทำให้สามารถบำบัดน้ำเสีย น้ำทิ้งกลุ่มสีย้อมหรือยาได้ดี” นักวิจัยนาโนเทคกล่าว
นอกจากนี้ ทีมวิจัยนาโนเทค ยังทำการทดสอบการแยกน้ำและน้ำมัน ในกลุ่มของสารละลายอินทรีย์ ที่สามารถต่อยอดการใช้งานในไลน์การผลิตของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เพื่อนำสารละลายราคาสูงที่ต้องการกลับมาใช้ใหม่ หรือจะใช้เพื่อแยกสารเคมีก่อนบำบัด
ดร.ชลิตาชี้ว่า ปัจจุบัน เส้นใยพอลิเมอร์ผสม MOFs วิจัยเสร็จสิ้นแล้ว โดยที่ทีมวิจัยนาโนเทคสามารถขึ้นรูปเอง ผลิตได้เอง โดยปลายทางที่วางเป้าไว้คือ ระบบการกรองที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับภาคอุตสาหกรรม พร้อมออกแบบให้เหมาะสมกับภาคอุตสาหกรรมที่มีความต้องการที่หลากหลาย เพื่อตอบโจทย์ความต้องการที่จำเพาะเจาะจงกับสสารที่ต้องการกรองในระดับที่ก้าวหน้ามากขึ้น
“ภาคอุตสาหกรรมตอนนี้ ไม่ได้ใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดมากนัก ด้วยเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ยังไม่แพร่หลาย และมีต้นทุนสูง แต่เทคโนโลยีเมมเบรนมีประสิทธิภาพสูง และไม่ต้องใช้สารเคมีในการบำบัด ซึ่งจะกลายเป็นของเสียต่อเนื่อง เป็นเทคโนโลยีสะอาดที่ตอบเทรนด์รักษ์โลก” นักวิจัยนาโนเทคทิ้งท้าย
