งานวิจัย

ฉลากอัจฉริยะ-ถ่านชีวภาพพลังสูง นวัตกรรมนาโนเทคสู่อนาคต

ฉลากอัจฉริยะ (RFID Tag) บ่งชี้เวลา-อุณหภูมิ และสามารถบันทึกความจำ ย้อนดูประวัติของสินค้าระหว่างการขนส่ง เป็นการยกระดับความสามารถของ RFID Tag ผลักดันงานวิจัยที่ใช้เทคโนโลยีนาโนให้สามารถสู่ตลาดกลุ่มธุรกิจค้าปลีก คลังสินค้า หรืองานอีเวนต์อย่างเป็นรูปธรรม พัฒนามาจากงานวิจัย โดย “Cleantech & Beyond” หนึ่งในสตาร์ตอัปของ บริษัท วิสอัพ จำกัด นอกจากนี้ นักวิจัยจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) มีการนำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาพัฒนาเป็น ถ่านชีวภาพ ทดแทนถ่านหิน ลดต้นตอฝุ่น PM 2.5 ตอบโจทย์ BCG เพื่อความยั่งยืนอีกด้วย ทั้ง 2 นวัตกรรมเป็นตัวอย่างที่จัดแสดงในงาน NanoThailand 2023 ที่นาโนเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับสมาคมนาโนเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย สถาบันวิทยสิริเมธี จัดขึ้นภายใต้กรอบแนวคิด “Nanotechnology for Sustainable World” 

ฉลากอัจฉริยะ (RFID Tag) 

ผศ.พิชญ พัฒนสัตยวงศ์ ผู้ก่อตั้งบริษัท คลีนเทค แอนด์ บียอนด์ จำกัด สตาร์ตอัปในความดูแลของบริษัท วิสอัพ จำกัด จัดตั้งโดยสถาบันวิทยสิริเมธี กล่าวว่า Digital Temperature Indicator หรือ DTI ที่ได้พัฒนาขึ้นเป็นฉลากอัจฉริยะ ที่สามารถใช้ระบุตัวตนสินค้า อุปกรณ์ หรือสิ่งของที่นำฉลากไปติด 

โดยสามารถบ่งชี้เมื่ออุณหภูมิสูงเกินค่าวิกฤติได้ ทำงานได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ สามารถใช้งานได้กับระบบการสื่อสารไร้สายทั้งชนิด RFID และ NFC ช่วยให้ติดตามอุณหภูมิตัวสินค้าหรือสิ่งของต่าง ๆ เป็นรายชิ้น 

เมื่อสินค้าสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด DTI จะแสดงสถานะอุณหภูมิทั้งในรูปแบบการเปลี่ยนสี และการเปลี่ยนสถานะดิจิทัล โดยไม่มีการผันกลับถึงแม้อุณหภูมิจะกลับมาสู่ค่าปกติ 

“เนื่องจากการขนส่งสิ่งของบางประเภท ความร้อนหรืออุณหภูมิที่สูงเกินไป เป็นสิ่งที่ต้องระวังอย่างยิ่ง เช่น การขนส่งถุงเลือด ชีววัตถุ ขนส่งยา วัคซีน หรือสินค้าประเภทน้ำหอม เครื่องสำอาง อาหารมูลค่าสูง ผลไม้ เช่น ทุเรียน ที่ต้องตรวจสอบไม่ให้อุณหภูมิเกินกว่าค่าที่กำหนด รวมถึงการตรวจสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ไฟฟ้า สายไฟ มอเตอร์ ในภาคอุตสาหกรรม ที่ต้องติดตามอยู่เสมอว่ามีความร้อนสูงผิดปกติหรือไม่ ก็สามารถนำ DTI นี้ไปติดเพื่อตรวจวัดอุณหภูมิได้” 

จุดเด่นของฉลากที่ทีมวิจัยออกแบบคือฉลากสามารถบันทึกความจำ เพื่อย้อนดูประวัติการเดินทางของสินค้าได้ ผศ.พิชญ เล่าว่า คลีนเทค แอนด์ บียอนด์ เป็นรายแรกของโลกที่สามารถเพิ่มฟังก์ชันดังกล่าวโดยไม่จำเป็นต้องใช้เมมโมรีการ์ด ฉลากสามารถบันทึกความจำในตัวของมันเองและเชื่อมโยงไปโชว์ผลในระบบ 

ถ่านชีวภาพ 

สัญชัย คูบูรณ์ ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาและการคำนวณระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีฯ กล่าวว่า โรงไฟฟ้าชีวมวลมักประสบปัญหาจากการใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงโดยตรงในการผลิตกระแสไฟฟ้า จึงทำให้ทีมวิจัยพัฒนาเชื้อเพลิงที่สามารถใช้ทดแทนถ่านหินที่กำลังจะถูกจำกัดการใช้งานในอนาคตอันใกล้ โดย “ถ่านชีวภาพ” จะเข้ามาตอบความโจทย์ความต้องการ และลดข้อจำกัดของผู้ใช้ชีวมวลในปัจจุบัน 

ถ่านชีวภาพ (BioCoal) คือ เชื้อเพลิงแข็งชีวภาพที่มีสมบัติต่าง ๆ ใกล้เคียงกับถ่านหิน ผลิตโดยกระบวนการที่เรียกว่า ทอร์รีแฟคชัน (Torrefaction) ซึ่งเป็นการปรับปรุงคุณภาพและเปลี่ยนรูปชีวมวลผ่านกระบวนการทางเคมีความร้อน โดยให้ความร้อนแก่ชีวมวลในสภาวะไร้ออกซิเจนหรือจำกัดออกซิเจน (อากาศ) ในช่วงอุณหภูมิ 200-300 องศาเซลเซียส  

ทีมวิจัยนำของเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ใบอ้อย ใบข้าวโพด เหง้ามันสำปะหลัง ทะลายปาล์ม ไม้โตไวตระกูลกระถิน เปลือกไม้ยูคาลิบตัส โดยหาสภาวะที่เหมาะสม รวมถึงพัฒนาเทคโนโลยีระบบผลิตถ่านชีวภาพที่สามารถต่อยอดสู่การใช้งานจริงในระดับอุตสาหกรรม 

“ถ่านชีวภาพมีโอกาสทางการตลาดที่น่าสนใจ เพราะสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าหรือความร้อน เช่น ในโรงไฟฟ้าชีวมวล โรงไฟฟ้าถ่านหิน หรืออุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ใช้ความร้อนในกระบวนการผลิต ซึ่งมีความต้องการทางการตลาดสูงในประเทศไทย” 

“ขณะเดียวกันยังส่งเสริมให้เกษตรกรนำชีวมวลมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ลดการเผาชีวมวลทิ้งในที่โล่งแจ้ง ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดฝุ่น PM2.5 อีกทั้งการใช้ถ่านชีวภาพทดแทนถ่านหินยังสามารถลดปัญหาการเกิดสภาวะโลกร้อนและมลพิษทางอากาศได้อีกด้วย” สัญชัย ชี้จุดสรุป 

นวัตกรรมทั้งสองนี้แสดงให้เห็นถึงการพัฒนาก้าวสำคัญของไทย เป็นการนำความรู้ด้านนาโนเทคโนโลยีไปประยุกต์ด้วยความร่วมมือจากภาครัฐและเอกชน ทั้งในประเทศและต่างประเทศ และนำไปสู่ความร่วมมือการวิจัยกับทั้งภายในและภายนอกประเทศ ตลอดจนนำไปสู่ความร่วมมือระหว่างกันในอนาคต เพื่อขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางด้านนาโนเทคโนโลยีของโลก และของไทยที่เป็นพันธกิจหลักของศูนย์ฯ