‘แมงกานีสเซนส์’ ชุดทดสอบไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในแหล่งน้ำ คว้าเหรียญเงิน และรางวัลพิเศษจาก FIRI ในงาน iENA 2022
นักวิจัยนาโนเทค สวทช. พัฒนา “แมงกานีสเซนส์ (Mn2+ Sense)” ชุดทดสอบไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในแหล่งน้ำอย่างง่าย และรวดเร็ว สามารถตรวจได้แม้ความเข้มข้นต่ำ ตอบโจทย์การใช้งานในระดับภาคสนาม เตรียมจับมือการประปาส่วนภูมิภาค (กปภ.) นำไปทดสอบใช้ ผลักดันนวัตกรรมไทยทำใช้เองในประเทศ ลดการนำเข้า
ดร. กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ และคณะจากทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า งานวิจัย “ชุดทดสอบไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในน้ำ: แมงกานีสเซนส์ (Mn2+ Sense)” ที่ได้รับรางวัล Silver Medal และรางวัล Best Invention FIRI Award (Iran) เป็นการพัฒนาชุดทดสอบไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในแหล่งน้ำอย่างง่าย และรวดเร็ว ใช้ร่วมกับเครื่องอ่านสีขนาดพกพา (DuoEye reader) ซึ่งพัฒนาร่วมกับทีมวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) เหมาะสำหรับการใช้งานในระดับภาคสนาม สามารถตรวจวัด Mn2+ ได้ในความเข้มข้นต่ำถึง 0.1 ppm (ปริมาณ Mn2+ มาตรฐานในน้ำประปาต้องไม่เกิน 0.3 ppm) ปัจจุบัน มีความร่วมมือกับการประปาส่วนภูมิภาค (กปภ.) ซึ่งมีความต้องการที่จะนำชุดทดสอบนี้ไปใช้ รวมทั้งได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)
ชุดตรวจไอออนแมงกานีสที่พัฒนาขึ้น อาศัยหลักการออกแบบโมเลกุลให้มีความจำเพาะเจาะจงในการจับกับไอออนแมงกานีสในน้ำ โดยเมื่อโมเลกุลดังกล่าวจับกับไอออนแมงกานีสในน้ำ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนสีจากสีเหลืองอ่อนเป็นสีส้มอมน้ำตาล และเมื่อนำมาใช้ร่วมกับเครื่องอ่านสีแบบพกพา (portable colorimetric reader) ที่พัฒนาขึ้นเอง จะทำให้สามารถตรวจวัดไอออนแมงกานีสปริมาณน้อยในน้ำได้อย่างแม่นยำ โดยชุดตรวจไอออนแมงกานีสที่พัฒนาขึ้นนี้ ได้ทำการทดสอบเปรียบเทียบกับชุดตรวจทางการค้าที่ใช้หลักการคล้ายคลึงกันและผลการวิเคราะห์จากวิธีมาตรฐานคือเทคนิค ICP-MS พบว่าให้ผลการตรวจวัดสอดคล้องกับวิธีมาตรฐาน และผลการวัดมีการแกว่งของข้อมูลน้อยกว่าชุดตรวจทางการค้า
ดร. กันตพัฒน์ชี้ว่า จุดเด่นของนวัตกรรมนี้ คือ สามารถตรวจวัดความเข้มข้นของไอออนแมงกานีสในน้ำได้แม่นยําบอกผลเป็นตัวเลข ซึ่งสามารถวัดและแสดงผลบนหน้าจอได้ทันที เรียกดูข้อมูลย้อนหลังได้ และสามารถบันทึกข้อมูลภายในตัวเครื่องหรือส่งข้อมูลออกสู่ภายนอกผ่านช่องทาง Wi-Fi ได้
นอกจากนี้ ยังสามารถทำงานได้ทั้งออนไลน์และออฟไลน์ โดยเมื่อเครื่องอ่านพบสัญญาณ WIFI จะเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติและส่งสัญญาณเข้าระบบคลาวด์หรือระบบจัดเก็บข้อมูลออนไลน์ได้ ตัวเครื่องสามารถใช้ถ่าน AA เป็นตัวให้ไฟฟ้า หรือ ต่อแบตเตอรี่สำรองผ่านสาย USB ได้ ใช้งานง่าย มีน้ำหนักเบา พกพาสะดวก และราคาถูก เหมาะกับการใช้งานภาคสนาม
ที่สำคัญ ให้ผลการตรวจวัดสอดคล้องกับวิธีมาตรฐาน และเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นในประเทศไทยลดการนำเข้าเทคโนโลยีราคาสูงจากต่างประเทศ
ปัจจุบัน นวัตกรรมนี้ ยังอยู่ในระดับต้นแบบงานวิจัย โดยส่วนประกอบของเครื่องอ่านสัญญาณ มีสิทธิบัตรการประดิษฐ์ “กระบวนการประเมินค่าความเข้มข้นของสารเคมีและอุปกรณ์ดังกล่าว” เลขที่คำขอ 1801005687 และสิทธิบัตรการออกแบบ "เครื่องอ่านโลหะหนักในน้ำ" เลขที่คำขอ 2202004425 สำหรับโมเลกุลเซ็นเซอร์และระบบเซ็นเซอร์มีอนุสิทธิบัตร "องค์ประกอบสำหรับตรวจหาแมงกานีสไอออนสำหรับใช้ในภาคสนาม" เลขที่คำขอ 2203002940 และสิทธิบัตรการประดิษฐ์ "กระบวนการวิเคราะห์ปริมาณความเข้มข้นของสารเคมีในแหล่งน้ำและอุปกรณ์ดังกล่าว" เลขที่คำขอ 2201006900
ซึ่งหากสามารถพัฒนาต่อยอดจะเกิดประโยชน์อย่างมาก ด้วยเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นในประเทศไทย ลดการนำเข้าเทคโนโลยีราคาแพงจากต่างประเทศ