มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ใช้โจทย์วิจัย บ่มเพาะต้นกล้ารุ่นใหม่ ให้มีหัวใจสีเขียว

มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ใช้โจทย์วิจัย บ่มเพาะต้นกล้ารุ่นใหม่ ให้มีหัวใจสีเขียว

ผลงานวิจัยโดย ผศ. ดร. สุธี วัฒนศิริเวช

แม้ว่าประชาคมโลกจะมีการรณรงค์และมีมาตรการต่างๆ ร่วมกันเพื่อลดสภาวะโลกร้อน แต่จากการติดตามตรวจวัดปริมาณกาซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ โดยหน่วยงานวิจัยที่มีชื่อว่า Earth System Research Laboratory [1] พบว่า ระดับความเข้มข้นของกาซคาร์บอนไดออกไซด์ ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง (ภาพที่ 1) และจากข้อมูลที่เผยแพร่ผ่านทางเว็บไซด์ของ IEA หรือ International Energy Agency [2] แทบไม่น่าเชื่อว่า คนไทยแต่ละคน ล้วนมีส่วนในการปลดปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นสู่บรรยากาศเฉลี่ยประมาณปีละเกือบ 4 ตัน ในจำนวนนี้ ส่วนใหญ่ เกิดจากการใช้พลังงานทั้งทางตรง ได้แก่ การใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อการคมนาคม และการใช้ไฟฟ้าในชีวิตประจำวัน เป็นต้น แต่อีกประมาณร้อยละ 9 เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มาจากการใช้ “ปูนซีเมนต์” เพราะการผลิตปูนซีเมนต์หนึ่งกิโลกรัม จะปลดปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณเกือบหนึ่งกิโลกรัม จากการสลายตัวของหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนต และจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเพื่อให้เตาเผามีอุณหภูมิสูงถึง 1450 องศาเซลเซียส ในประเทศไทย ปูนซีเมนต์กว่า 30 ล้านตันต่อปี ถูกใช้เป็นส่วนผสมของคอนกรีตเพื่อสร้างถนน อาคาร ที่อยู่อาศัย และวัสดุก่อสร้างหลากหลายชนิด หากเราสามารถลดการใช้ปูนซีเมนต์ลดได้เพียงร้อยละ 10 นั่นหมายถึงการลดการปลดปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศได้ถึงปีละ 3 ล้านตัน

ด้วยประเด็นปัญหานี้ จึงเป็นที่มาของโครงการศึกษาวิจัยของทีมนักศึกษา สาขาเคมีประยุกต์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ที่ต้องการจะพัฒนาวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยมีสัดส่วนของปูนซีเมนต์ลดลงแต่ทดแทนด้วยวัตถุดิบที่มีต้นทุนต่ำ หาได้ง่ายในท้องถิ่น ประกอบกับความต้องการจากภาคอุตสาหกรรมในท้องถิ่น ที่ต้องการพัฒนากระเบื้องมุงหลังคาเพื่อตอบโจทย์ความต้องการของลูกค้าทางภาคเหนือที่ต้องการกระเบื้องดินขอสำหรับมุงหลังคาที่มีสีขรึมไม่ฉูดฉาดแลดูสงบเป็นธรรมชาติ ทีมนักศึกษา จึงได้ทดลองนำ เถ้าแกลบดำ ซึ่งวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร แต่มีรายงานการศึกษาค้นคว้าว่า สามารถทำปฏิกิริยาเสริมความแข็งแรงให้กับผลิตภัณฑ์ได้ มาทดลองศึกษาอัตราส่วนและวิธีการผสมเพื่อผลิตเป็นกระเบื้องมุงหลังคา

เถ้าแกลบดำ เกิดจากการที่โรงสีข้าว ใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิงให้กับเครื่องอบไล่ความชื้นในเมล็ดข้าวในช่วงที่ค่าความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศค่อนข้างสูง ในเถ้าแกลบดำประกอบด้วยสารซิลิกาและคาร์บอนที่เหลือจากการเผาไหม้ สารซิลิกานี้เองที่มีบทบาทสำคัญในการเสริมความแข็งแรงให้กับผลิตภัณฑ์ ในการผลิตวัสดุก่อสร้างที่ใช้ปูนซีเมนต์เป็นตัวยึดประสาน ไม่ว่าจะเป็นกระเบื้องมุงหลังคา แผ่นปูพื้น หรือ อิฐบล็อก จะใช้ปูนซีเมนต์เป็นส่วนผสมราวร้อยละ 25- 30 เมื่อผสมน้ำลงไป ผงปูนซีเมนต์จะทำปฏิกิริยากับน้ำและกลายเป็นผลึกรูปเข็มของแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตหรือเรียกสั้นๆ ว่า CSH สานก่ายกันอยู่ในโครงสร้าง แต่มักจะพบแคลเซียมไฮดรอกไซด์หลงเหลืออยู่ด้วย สารชนิดนี้ เนื่องจากเป็นสารที่สามารถละลายน้ำได้ ยิ่งมีเหลืออยู่มากกลับไม่เป็นผลดีต่อผลิตภัณฑ์ แต่หากในส่วนผสมเริ่มต้นมีการเติมซิลิกาที่มีขนาดเล็กเข้าไป ซิลิกาจะจับตัวกับแคลเซียมซิลิเกตกลายเป็น CSH ที่ให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น ดังนั้น การเติมเถ้าแกลบเพื่อทดแทนผงปูนซีเมนต์ในสัดส่วนที่เหมาะสมจึงช่วยเสริมความแข็งแรงให้ผลิตภัณฑ์ได้ พร้อมๆ กับการลดปริมาณการใช้ปูนซีเมนต์

ทีมนักศึกษาสี่สาว ประกอบด้วย น.ส. นุธิดา  น.ส. นิชาภา น.ส. วิไลวรรณ  น.ส. อภิญญา ซึ่งขณะนั้นเพิ่งเรียนจบเพียงชั้นปีที่สอง ได้ใช้เวลาในช่วงปิดภาคฤดูร้อนทำการศึกษาวิจัย ตั้งแต่การลงพื้นที่เพื่อเก็บตัวอย่างเถ้าแกลบดำ ศึกษาและพัฒนาสูตรผสมที่ให้ความแข็งแรงกับผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด และโดยความอนุเคราะห์ของบริษัท ท่าจำปี จำกัด ในการใช้เครื่องผสมวัตถุดิบและการอัดขึ้นรูปจนสามารถขึ้นรูปผลิตภัณฑ์เป็นแผ่นกระเบื้องต้นแบบ ได้สำเร็จ ผลงานที่เกิดขึ้นได้รับการส่งเข้าร่วมประกวด “รางวัลความคิดริเริ่มทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน” หรือ STISA ครั้งที่ 7 และสามารถผ่านการคัดเลือก เข้าสู่การประกวดรอบสุดท้ายได้ในที่สุด นอกจากนี้ ผลงานวิจัยดังกล่าว ยังได้รับการสนับสนุนจากมหาวิทยาลัย ให้ยื่นจดอนุสิทธิบัตรการประดิษฐ์คิดค้น รวมถึงทีมนักศึกษาก็ได้รับการคัดเลือกให้เข้าประกวดการนำเสนอแผนธุรกิจที่ต่อยอดจากผลงานการคิดค้น หรือโครงการ Research to Market (R2M) และสามารถผ่านการคัดเลือกเป็นหนึ่งในตัวแทนจากภาคเหนือ เข้าสู่รอบชิงชนะเลิศระดับประเทศในที่สุด

แม้ว่าจะพลาดรางวัลสำคัญในรอบสุดท้ายจากการประกวดทั้งสองเวที แต่สิ่งที่นักศึกษาทุกคนพูดเป็นเสียงเดียวกันคือ “เป็นประสบการณ์ที่คุ้มค่ามาก” จากการที่ได้ทดลองนำความรู้จากตำรามาใช้แก้โจทย์ปัญหาที่ท้าทายยิ่งกว่าโจทย์แบบฝึกหัดหรือข้อสอบ การได้ฝึกฝนความมีวินัย ความรับผิดชอบ การประสานงาน การพัฒนาเทคนิคการสื่อสารกับผู้อื่น การเรียนรู้และพัฒนาทักษะที่จำเป็นในการทำงานเช่นนี้เอง ที่ทุกฝ่ายน่าจะสนับสนุนให้นำมาใช้อย่างจริงจังสำหรับการเรียนการสอนในระดับมหาวิทยาลัย เพื่อเตรียมความพร้อมบุคลากรรุ่นใหม่ ที่มีทั้งความรู้ ความชำนาญ ความเข้าใจด้านธุรกิจ และมีหัวใจที่เป็นสีเขียว ให้พร้อมที่จะก้าวไปข้างหน้าเพื่อทำหน้าที่รับใช้และสร้างสรรค์สังคมให้น่าอยู่อย่างยั่งยืนสืบไป

แสดงความคิดเห็น