นาโนเทคโนโลยี ช่วยกรองน้ำให้สะอาดจนดื่มได้ เป็นไปได้ยังไง?
บทสัมภาษณ์ ดร.ณัฏฐพร พิมพะ หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค สวทช. จากการลงพื้นที่เยี่ยมชมโครงการองค์ความรู้สู่ชุมชน: นวัตกรรมกรองน้ำด้วยนาโนเทคโนโลยีเพื่อการพึ่งตนเองของชุมชนบ้านสัก จังหวัดลำปาง
จากการลงพื้นที่เพื่อดู นวัตกรรมกรองน้ำด้วยนาโนเทคโนโลยีเพื่อการพึ่งตนเองของชุมชนบ้านสัก ณ ตำบลบ้านเอื้อม อำเภอเมืองลำปาง จังหวัดลำปาง ทีม SPRiNG มีโอกาสได้พูดคุยกับ ดร.ณัฏฐพร พิมพะ หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค สวทช. จึงนำความรู้ที่ได้มาฝากผู้อ่าน ผู้ติดตาม เพื่อนำไปปรับใช้ในชีวิตประจำวัน พร้อมทั้งคำนึงถึง ความยั่งยืน
Q : นาโนเทคโนโลยี คืออะไร
A : เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับวัสดุหรือการจัดการวัสดุที่มีขนาดเล็กมากๆ ในระดับนาโนเมตร เรียกว่า นาโนเทคโนโลยี (Nano Technology) ซึ่งการที่วัสดุมีขนาดเล็ก ทำให้วัสดุนั้นมีสมบัติพิเศษที่แตกต่างจากวัสดุที่มีขนาดใหญ่ เช่น น้ำตาลก้อน น้ำตาลทราย น้ำตาลไอซิ่ง ถ้านำน้ำตาลทั้ง 3 อย่างมาละลายน้ำ จะพบว่า น้ำตาลไอซิ่ง ที่เป็นผงละเอียดละลายได้เร็วกว่า
Q : การทำให้วัสดุมีขนาดเล็กระดับนาโน ก็คือ การลดขนาดวัสดุให้จิ๋วมากๆ?
A : นาโนเทคโนโลยีก็เหมือนกัน ทำให้วัสดุที่มีขนาดเล็กมากๆ มีพื้นที่ผิวของวัสดุเยอะขึ้น อย่าง ลูกเต๋า มาเป็นชิ้นเล็กๆ จากนั้นมาคำนวณพื้นที่หน้าตัดของลูกเต๋าก็จะได้พื้นที่เยอะมากขึ้น หรือวัสดุที่มีรูพรุนระดับนาโน (เล็กมากๆ) เราสามารถใช้เขาดูดซับสารพิษได้ เช่น วัสดุที่มีน้ำหนักประมาณ 1 กรัม หรือขนาดเท่าเม็ดถั่วเขียว พื้นที่เขาอาจจะเทียบเท่าสนามฟุตบอล 1 สนาม
..............................................................................................
อ่านต่อเพื่อรู้ที่มาที่ไปของการพัฒนาเครื่องกรองน้ำอย่างง่าย
..............................................................................................
Q : ความจิ๋วจึงเป็นข้อดีของนาโนเทคโนโลยี?
A : การที่เราใช้เทคโนโลยีลดขนาด เพิ่มพื้นที่ผิววัสดุ ก็ช่วยลดขนาดของระบบการจัดการได้ จริงๆ นาโนเทคนี้นำมาใช้ในชีวิตประจำวันได้มากมาย ทั้งด้านการแพทย์ ด้านอาหาร การเกษตร สิ่งแวดล้อม ซึ่งในมุมที่เราสนใจคือ สิ่งแวดล้อม เราก็นำวัสดุเล็กๆ มาใช้เป็นตัวตรวจวัดน้ำว่า น้ำสะอาดหรือเปล่า คือใช้เป็น Detector กับนำมาใช้ในการบำบัด เนื่องจากว่าเขามีรูพรุนขนาดเล็ก มีหน้าที่ดูดจับสารพิษที่อยู่ในน้ำได้ หรือทำหน้าที่กรองได้
Q : มีตัวอย่างวัสดุที่ใกล้ตัวกว่านี้ไหม
A : ที่ใกล้ตัวที่สุด ทุกคนน่าจะรู้จักก็พวก ไส้กรอง RO ที่ใช้ตามบ้าน เนื่องจาก RO เป็นรูพรุนที่มีขนาดเล็กมากๆ ในระดับนาโน สามารถกรองเกลือหรือโซเดียมคลอไรด์ออกมาได้ ถ้าเรื่องของน้ำดื่ม คนเมืองก็ใช้ RO อยู่แล้ว เช่น ตู้น้ำดื่มหยอดเหรียญก็จะใช้เทคโนโลยี RO แต่ถ้าไม่มีการบำรุงรักษา ไม่ได้ล้างไส้กรอง ก็ทำให้น้ำที่ออกมาสกปรก
Q : อนุภาคนาโนมีหลักการทำงานหรือมีกลไกอะไรที่ทำให้น้ำสะอาด
A : อนุภาคนาโนที่ใช้สามารถยับยั้งเชื้อโรคได้ โดยมีกลไกการทำงานหลายแบบ อย่างนึงคือ ปล่อยไอออน ซึ่งปกติผนังเซลล์ของเชื้อโรคจะมีประจุอยู่เมื่อวัสดุนาโนปล่อยไอออน ไอออนก็จะเข้าไปทำลายผนังเซลล์ ทำให้เชื้อโรคตาย หรือผนังเซลล์แตก อีกกลไกคือ อนุภาคนาโนที่มีขนาดเล็กเข้าสู่ตัวเซลล์แบคทีเรีย ที่มาสัมผัสกับพื้นผิว ทำให้ผนังเซลล์แตกออก เซลล์ก็ตาย
Q : นวัตกรรมกรองน้ำด้วยนาโนเทคโนโลยีจากการลงพื้นที่ต้องพึ่งองค์ความรู้หรือศาสตร์อะไรบ้าง
A : อนุภาคเงินที่เคลือบกระเบื้องเซรามิก ต้องผ่านกระบวนการทางเคมี เนื่องจากเราต้องการให้อนุภาคเงินติดอยู่ที่วัสดุ เพราะถ้าเรากรองน้ำจะมีเรื่องแรงดัน เราไม่อยากให้อนุภาคนาโนหลุดไปกับน้ำ เพราะฉะนั้นก็จะใช้วิธีการเตรียมให้นาโนติดกับพื้นผิววัสดุด้วยพันธะเคมี ทำให้ติดแน่นและสามารถใช้งานได้นาน ซึ่งต้องใช้ความรู้ทั้งด้านวัสดุ ด้านไบโอเทค และเอ็นจิเนียริง ว่าจะออกแบบระบบยังไง
Q : โมเดลที่เห็นนำมาใช้กับคนเมืองได้ไหม
A : ได้ค่ะ การกรองน้ำคือ การยับยั้งเชื้อในน้ำที่ใช้ดื่มใช้ทาน หรือใช้ลดโหลดการทำงานของไส้กรอง RO ทำให้ RO ใช้งานได้นานขึ้น
Q : อยากให้อธิบายกรณีเปิดก๊อกแล้วน้ำเป็นสีสนิม
A : จริงๆ ได้กลิ่นก็รู้ว่า น้ำแปลกไปเป็นสีสนิมก็พอจะสันนิษฐานได้ว่ามีเหล็กเจือปน ซึ่งถ้าเป็นน้ำใช้น้ำประปา เขาจะมีค่ามาตรฐานว่ามีเหล็กในน้ำได้ไม่เกินเท่าไหร่ ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ค่อยเป็นอันตรายต่อสุขภาพมากนัก แต่อาจก่อให้เกิดความรำคาญในกรณีซักผ้า แล้วทำให้ผ้าขาวเปลี่ยนสี
Q : ขอทราบ How to ถ้าเจอน้ำสีสนิม ควรทำอย่างไร
A : สมมติว่าเจอน้ำสีสนิมที่บ้าน วิธีการจัดการเหล็กง่ายๆ คือ ทิ้งไว้ให้ตกตะกอน หรือให้ดูถังเก็บน้ำ ว่ามีการล้างถังหรือเปล่า บางทีมันอาจจะเป็นการพาตะกอนที่อยู่ในถังซึ่งเป็นเหล็กออกมากับน้ำก็ได้ ดังนั้น ถ้าถังไม่สะอาดก็ให้ล้างถัง
Q : เห็นแบรนด์เครื่องกรองน้ำจากเกาหลีเข้ามาตีตลาด หลักการกรองน้ำแบบเดียวกันไหม
A : ใช่ค่ะ เขาก็ใช้เทคโนโลยีนาโนเหมือนกัน ไอเดียคล้ายๆ กัน ซึ่งที่ใช้ อนุภาคเงิน หรือ Silver เพราะ Silver มีฤทธิ์ในการยับยั้งแบคทีเรียได้ดี และบางงานก็พูดถึงการทดลองเพื่อศึกษาวิจัยว่า นำ Silver Nano ไปฆ่าเชื้อในกลุ่มของไวรัสได้ เพราะฉะนั้นนาโนตัวหนึ่ง สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้หลายกลุ่ม รวมถึงไวรัสด้วยจึงนิยมเอาอนุภาคเงินมาใช้
Q : สรุปได้ไหมว่า วัสดุใดๆ ก็นำนาโนเทคโนโลยีไปเคลือบได้ อยู่ที่จะติด ‘อะไร’ กับ ‘อะไร’
A : จริงๆ Know how ที่ติดมันขึ้นอยู่กับตัวซัพพอร์ต หัวใจสำคัญคือ ติดให้ได้พันธะเคมี คือติดให้แน่นให้นาน เช่น วัสดุที่จะนำ Silver ไปติด ซึ่งก็มีหลายวิธีการแตกต่างกันไป
Q : นอกจาก Silver มีอะไรที่ใช้นาโนเทคโนโลยีฆ่าเชื้อโรคได้อีก
A : Zinc Oxide (สังกะสี) ก็ฆ่าเชื้อได้ อาจต้องใช้ในปริมาณที่เยอะหรือใช้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเฉพาะเจาะจงบางกลุ่มเท่านั้น แต่จะใช้อย่างไรให้ปลอดภัยกับผู้บริโภค เราก็ต้องมีเทคโนโลยีในการเคลือบนาโนติดกับวัสดุกรองที่ดี ไม่หลุดออกมา นั่นคือองค์ความรู้ที่เรามุ่งศึกษาวิจัยและนำมาใช้ในการพัฒนาคุณภาพชีวิต โดยคำนึงถึง ความยั่งยืน เป็นหลัก
