1. ชื่อห้องปฏิบัติการวิจัย | การปรับสภาพพื้นผิวและคอลลอยด์ SURFACE MODIFICATION AND COLLOIDS RESEARCH LABORATORY |
ภาควิชา | เคมี |
2. สมาชิก
2.1 ผู้ช่วยศาสตราจารย์
ดร.สุรศักดิ์ วัฒเนสก์ (email address : swatanes@chiangmai.ac.th) |
ผู้ประสานงาน |
2.2 รองศาสตราจารย์ ดร.เรืองศรี วัฒเนสก์ | สมาชิก |
2.3 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อรอนงค์ อาร์คีโร | สมาชิก |
2.4 อาจารย์ ดร.วิมล ไสยสมบัติ | สมาชิก |
3.
หลักการและเหตุผล
สารดูดซับ ประเภทต่างๆ ได้แก่ ถ่านกัมมันต์
ถ่านกระดูก และอิฐมอญ ถูกนำไปใช้ในการดูดซับ สารอื่นที่อยู่ในสภาพทั้งที่เป็นของเหลวและแก๊ส
เนื่องจากสารดูดซับเหล่านี้ หาได้ง่ายในท้องถิ่น มีราคาถูก มีประสิทธิภาพในการดูดซับที่ดี
เช่น ถ่านกัมมันต์ใช้เป็นสารกรองน้ำให้สะอาด กำจัดสีและกลิ่น ส่วนถ่านกระดูกและอิฐมอญมีบทบาทมากในกระบวนการขจัดฟลูออไรด์
ในน้ำบริโภค เนื่องจากการบริโภคน้ำที่มีปริมาณฟลูออไรด์เกินมาตรฐาน จะก่อให้เกิดปัญหาอย่างยิ่งทางทันตสาธารณสุข
เป็นต้น โดยทั่วไป สารดูดซับเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพระดับหนึ่ง แต่การเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับของสารดูดซับให้ดียิ่งขึ้น
สามารถทำได้โดยการปรับสภาพผิวของสารดูดซับ ตัวอย่างเช่น การเคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์ด้วยสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะบางประเภท
จะทำให้ประสิทธิภาพการดูดซับแก๊สเพิ่มขึ้น การตรึงสารที่เหมาะสมบนผิวซิลิกาที่นิยมใช้เป็นของแข็งรองรับในคอลัมน์สำหรับการวิเคราะห์ทางโครมาโทกราฟี
จะเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสารได้ดีขึ้น เป็นต้น ในบางกรณีของการใช้งาน สารดูดซับและสารที่ถูกดูดซับอาจอยู่ในสภาพคอลลอยด์
ตัวอย่างเช่น ออกไซด์ของโลหะในแม่น้ำลำคลองที่มีส่วนที่ทำให้เกิดปัญหาน้ำเน่าเสีย
ปัจจุบันสารคอลลอยด์ที่ย่อยสลายง่ายทางชีวภาพ ได้แก่ สีย้อมธรรมชาติ สารลดแรงตึงผิวชีวภาพ
กำลังเป็นที่สนใจในการลดปัญหาทางสิ่งแวดล้อม การศึกษาพฤติกรรม การดูดซับและการปรับสภาพพื้นผิวของสารดูดซับ
รวมทั้งการศึกษาสมบัติของสารอื่นที่อยู่ในสภาพคอลลอยด์ สามารถนำไปประยุกต์กับการแก้ไขปัญหาต่างๆ
อาทิเช่น การเพิ่มคุณภาพชีวิต การลดปัญหามลภาวะในสิ่งแวดล้อม รวมถึงการปรับปรุงคุณภาพของสารที่มีกระบวนการเกี่ยวข้องกับสภาพคอลลอยด์ได้
ด้วยเหตุนี้ กลุ่มผู้วิจัย จึงขอจัดตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยการปรับสภาพพื้นผิวและคอลลอยด์
ขึ้น
4. วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
4.1 เพื่อศึกษาถึงพฤติกรรมการดูดซับสารอื่นบนสารดูดซับ ได้แก่ ถ่านกัมมันต์ ถ่านกระดูก อิฐมอญ ผงซิลิกาและออกไซด์ของโลหะ ฯลฯ
4.2 เพื่อศึกษาวิธีการและสภาวะที่เหมาะสม ในการปรับสภาพพื้นผิวของสารดูดซับ
4.3 เพื่อศึกษาพฤติกรรมและการปรับสภาพของสารในสภาพคอลลอยด์
5. งานวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่
เป็นงานวิจัยต่อเนื่อง ที่ได้ขยายขอบเขตของการวิจัยที่ได้ทำอยู่เดิมของหน่วยวิจัยผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิวที่ได้พัฒนาวิธีและหาสภาวะที่เหมาะสมในการปรับสภาพผิวของสารดูดซับได้แก่ การเคลือบผิวถ่านกัมมันต์และถ่านกระดูกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับ รวมทั้งการตรึงลิแกนด์บนผงซิลิกาเพื่อประโยชน์ในการวิเคราะห์โลหะปริมาณน้อย ปัจจุบันได้มุ่งเน้นการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาดังนี้
- พัฒนาวิธีและหาสภาวะที่เหมาะสมในการปรับสภาพผิวของสารดูดซับ
- ศึกษากลไกและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวได้แก่ การขจัดฟลูออไรด์ด้วยถ่านกระดูกและอิฐมอญ การเปลี่ยนไนเทรตเป็นไนไทรต์ด้วยจุลินทรีย์ โดยอาศัยวิธีวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ
- ศึกษาพฤติกรรมรวมทั้งพัฒนาวิธีการปรับสภาพของคอลลอยด์ในตัวกลางที่เป็นน้ำ เช่น น้ำเคลือบเซรามิก ออกไซด์ ของโลหะฯลฯ เพื่อประโยชน์ในการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์
- ศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพการยึดติดของสีย้อมธรรมชาติบนเส้นใยฝ้าย
- ศึกษาการขจัดไอออนของโลหะและสารอินทรีย์ในน้ำด้วยสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ
6. อุปกรณ์/เครื่องมือวิจัยที่มีอยู่แล้ว
6.1 UV-VIS Spectrophotometer
6.2 Atomic Absorption Spectrophotometer
6.3 pH - meter
6.4 Conductivity meter
6.5 Turbidity meter 6.6 Viscometer
7. ผลสัมฤทธิ์ทางการวิจัยจนถึงปัจจุบัน
จากการมุ่งเน้นการวิจัยไปสู่ การศึกษากลไกและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวด้วยวิธีทางเคมีวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ ได้แก่ การขจัดฟลูออไรด์ด้วยถ่านกระดูกและอิฐมอญ อันมีความเป็นมาที่สืบเนื่องมาจากความร่วมมือทางวิชาการกับศูนย์ทันตสาธารณสุขระหว่างประเทศ กรมอนามัย กระทรวงสาธารณสุข เพื่อการแก้ปัญหาโรคฟันในเขตภาคเหนือของประเทศไทยอันเนื่องมาจากปริมาณฟลูออไรด์สูงในน้ำบริโภค รวมทั้งการศึกษากระบวนการอื่นที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิว เช่น การปรับสภาพบริเวณพื้นผิวของสารดูดซับในคอลัมน์ เพื่อการศึกษาการเปลี่ยนไนเทรตเป็นไนไทรต์ด้วยจุลินทรีย์ ผลงานวิจัยบางส่วน ได้นำเสนอในการประชุมวิชาการ ระดับชาติ 1st PERCH Annual Scientific Conference (PERCH 2002) จัดขึ้นระหว่างวันที่ 12-15 พฤษภาคม 2545 ที่โรงแรมการ์เดนซีวิวรีสอร์ต พัทยา จังหวัดชลบุรี ดังนี้
Chusie, R.; Watanesk, S. Flow Injection Spectrophotometric Determination of Fluoride Using Ternary Complex of Aluminium with Eriochrome Cyanine R and Cationic Surfactant.
Rugrai, W.; Watanesk, S. Fabrication of a Fluoride Test Kit Based on Color Comparison
Threeprom, J.; Watanesk, S.; Watanesk, R.;Kijjanapanich, P; Wiriyacharee, P. A Study of Microbial Conversion of Nitrate to Nitrite by Ion Interaction Chromatography.
Imkum, A.; Watanesk, S. Effect of Common Chromatographic Variables on the Separation of Some Anions by Ion Interaction Reversed-Phase Liquid Chromatography.
ในส่วนของการศึกษาพฤติกรรมของคอลลอยด์ ในระบบต่างๆ ได้ดำเนินการวิจัยเพื่อศึกษาสมบัติ พฤติกรรมและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับคอลลอยด์ ได้แก่ น้ำเคลือบเซรามิก สีย้อมธรรมชาติ และสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ โดยสมาชิกห้องปฏิบัติการวิจัยได้ศึกษาวิจัยเสร็จสิ้น และได้จัดทำรายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ โครงการวิจัย เรื่อง การศึกษาพฤติกรรมของคอลลอยด์ในน้ำเคลือบเซรามิกศิลาดล ที่ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัย จากคณะวิทยาศาสตร์ ประจำปีงบประมาณ 2544 เรียบร้อยแล้ว ผลงานอื่นที่เกี่ยวข้องและได้รับการเผยแพร่ในการประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทยครั้งที่ 27 จัดโดยมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ร่วมกับสมาคมวิทยาศาสตร์ในพระบรมราชูปถัมภ์ ระหว่างวันที่ 16-18 ตุลาคม 2544 ที่โรงแรมลีการ์เดน หาดใหญ่ สงขลา มีดังนี้
Thongphrom, S.; Watanesk, R.; Watanesk, S.; Beckett, R.; McKinnon, I. Particle Flocculation by Polydadmac in Ceramic Glaze.
Janhom, S.; Watanesk, R.; Effect of Acidity-Basicity on Alumina Dispersion in Sodium Dodecylsulphate Solution.
Saipanya, S.; Saiyasombat, W.; Watanesk, R. Efficiency of Coagulant in Decolouring and COD Reduction of Black Liquor from Saa-Bark Boiling.
Threeprom, J.; Watanesk, S. Determination of Nitrite and Nitrate in Culture Media Sample by Ion Interaction Chromatography.
นอกจากนี้สมาชิกห้องปฏิบัติการวิจัย ได้เดินทางไปเจรจาความร่วมมือทางวิชาการทางด้านการวิจัยทาง Surface and Colloid Chemistry กับ Cardiff University ประเทศสหราชอาณาจักร และได้จัดทำสัญญาความร่วมมือทางวิชาการ (MOU) ระหว่างคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ กับ Department of Chemistry, Cardiff University เรียบร้อยแล้ว โดยมีโครงการที่จะส่งนักศึกษาปริญญาเอก สาขาวิชาเคมี จำนวน 2 คน เดินทางไปทำวิจัยร่วมกับ Dr. Peter Griffiths และ Dr. Ian Falis ในเดือน สิงหาคม 2545 นี้