ในงานวิจัยนี้ ทำการผลิตเมมเบรนกราฟีนออกไซด์โดยใช้กระบวนการ Phase-Inversion Method ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสถานะของพอลิเมอร์จากของเหลวไปเป็นของแข็งผ่านการแยกเฟส ซึ่งจะทำให้เกิดโครงสร้างรูพรุนในเมมเบรน โครงสร้างของเมมเบรนที่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการทำให้เกิดการแยกเฟส โดยวิธี Phase-Inversion เป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตเมมเบรนที่มีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนต่ำ และสามารถควบคุมโครงสร้างของเมมเบรนได้ดี เหมาะสำหรับงานด้านการบำบัดน้ำ การแยกสาร และการกรองของเหลวหรือก๊าซในระดับอุตสาหกรรม กราฟีนออกไซด์ (Graphene Oxide, GO) เป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจอย่างมากในด้านการนำมาผลิตเมมเบรนเพื่อใช้สำหรับบำบัดน้ำและการกำจัดของเสีย เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นชั้นบางระดับนาโนเมตร ทำให้สามารถควบคุมการซึมผ่านของโมเลกุลน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น - การคัดแยกโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสูง: สามารถกรองอนุภาคนาโน ไอออนโลหะหนัก สารอินทรีย์ และจุลินทรีย์ได้ - ความสามารถในการซึมผ่านน้ำสูง: เนื่องจากโครงสร้างของกราฟีนออกไซด์มีช่องว่างระหว่างชั้นที่เอื้อต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ - ความทนทานทางเคมีและเชิงกลสูง: ทำให้สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำเสียอุตสาหกรรม หรือของเสียที่มีค่า pH สูงหรือต่ำได้ - คุณสมบัติการป้องกันการเปรอะเปื้อน (Antifouling): ลดการสะสมของสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรน - กราฟีนออกไซด์มีความชอบน้ำสูงเนื่องจากมีปริมาณหมู่ฟังชันของออกซิเจนอย่าง (OH-) ที่พื้นผิวที่ค่อนข้างมาก ส่งผลให้เป็นเป็นสารเติ่มแต่งที่ดีสำหรับการผลิตเมมเบรนด้วยเทคนิค Phase-Inversion Method การประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในการกำจัดของเสีย - การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม เช่น การกรองโลหะหนัก (Pb2+, Cr6+, Hg2+) และสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางชีวภาพ เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และสารพิษจากจุลินทรีย์ - การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล (Desalination) โดยสามารถใช้แทนเมมเบรนแบบดั้งเดิมเพื่อเพิ่มอัตราการซึมผ่านของน้ำและลดพลังงานที่ใช้ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางเภสัชกรรม เช่น ยาปฏิชีวนะและฮอร์โมนที่ตกค้างในน้ำ
ปัญหามลพิษทางน้ำจากโลหะหนัก สารอินทรีย์ และจุลินทรีย์ในน้ำเสียอุตสาหกรรมและน้ำธรรมชาติกำลังเป็นปัญหาระดับโลก เทคโนโลยีเมมเบรน ได้รับความสนใจเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงในการกรองและบำบัดน้ำ กราฟีนออกไซด์ (GO) เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโนและคุณสมบัติพิเศษ เช่น การซึมผ่านน้ำสูง ความทนทานทางเคมี และการคัดแยกสารปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น การพัฒนาเมมเบรนกราฟีนออกไซด์ผ่านกระบวนการ Phase-Inversion Method จึงเป็นแนวทางสำคัญในการสร้าง เมมเบรนคุณภาพสูง ราคาประหยัด และเหมาะสำหรับการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม
วิทยาลัยอุตสาหกรรมการบินนานาชาติ
-
วิทยาลัยเทคโนโลยีและนวัตกรรมวัสดุ
งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาและทดสอบอุปกรณ์จำลองระบบผิวหนังบนชิป (Skin-on-a-Chip; SoC) โดยผสานเซลล์ผิวหนังและเซลล์บุผนังหลอดเลือดเข้ากับระบบของไหลจุลภาค (Microfluidics) เพื่อจำลองสภาวะแวดล้อมทางชีวภาพของผิวหนังมนุษย์อย่างใกล้เคียงความเป็นจริง อุปกรณ์นี้สามารถลดการใช้สัตว์ทดลอง ลดต้นทุนและเวลาในการวิจัย และเพิ่มความแม่นยำในการทดสอบสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรมและเครื่องสำอาง โครงการมีเป้าหมายพัฒนาต้นแบบในระดับ TRL 5 พร้อมยื่นขอสิทธิบัตร และพัฒนากระบวนการผลิตระดับกึ่งอุตสาหกรรม เพื่อต่อยอดสู่เชิงพาณิชย์ภายใน 2 ปี
คณะอุตสาหกรรมอาหาร
โครงการวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ผงไอศกรีมกะทิสำเร็จรูปเสริมใยอาหารและโปรตีนจากผงแมลง ซึ่งมีแนวคิดมาจากการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารที่เป็นขนมหวานทางเลือกในรูปแบบไอศกรีมชนิดผงที่มีจุดเด่นด้านสุขภาพ คุณค่าโภชนาการ และความยั่งยืน ใช้กะทิซึ่งเป็นวัตถุดิบจากพืชเป็นวัตถุดิบในการผลิตหลักแทนนมวัว เพื่อให้เหมาะสำหรับผู้แพ้แล็กโทสและผู้ที่มีภาวะย่อยน้ำตาลแล็กโทสบกพร่อง (Lactose Intolerance) พร้อมทั้งมีการเสริมใยอาหารจากอินูลินเพื่อเพิ่มคุณค่าทางอาหารในเชิงหน้าที่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มอาหารสำหรับเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ต่อลำไส้ และมีส่วนช่วยปรับความสมดุลของระบบขับถ่ายให้ดีขึ้น รวมทั้งเป็นใยอาหารที่ดีต่อการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด อีกทั้งยังมีการเสริมโปรตีนจากผงแมลง ซึ่งเป็นโปรตีนคุณภาพและเป็นแหล่งโปรตีนทางเลือกแห่งอนาคตที่แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ไอศกรีมทั่วไป นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ไอศกรีมกะทิในรูปแบบผงสำเร็จรูปมีข้อดีที่สามารถนำไปเตรียมเองได้ง่ายและสะดวก ขนส่งและจัดเก็บได้ง่าย โดยผลิตภัณฑ์นี้สามารถนำไปคืนรูปเป็นไอศกรีมได้โดยการเติมน้ำและปั่น แล้วนำไปแช่แข็งสำหรับบริโภค อีกทั้งยังสามารถนำไปปรับใช้เป็นเบส (Base) พื้นฐานในการทำไอศกรีมรสชาติอื่น หรือนำไปต่อยอดเป็นส่วนประกอบของขนมหวานหรือเครื่องดื่มปั่นในรูปแบบอื่นเพิ่มเติมได้ด้วย นอกจากนี้ยังมีโอกาสต่อยอดเชิงพาณิชย์ในรูปแบบวัตถุดิบอาหารเพื่อสุขภาพให้กับธุรกิจบริการอาหารได้อีกด้วย โดยผลิตภัณฑ์ชิ้นนี้มีแนวคิดในการพัฒนาให้มีปริมาณไขมันและน้ำตาลต่ำ ดีต่อสุขภาพ ใช้วัตถุดิบภายในประเทศที่สะอาด ปลอดภัย ได้มาตรฐาน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม