สารเรืองแสงอินทรีย์เพื่อการรักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า, ท่อดูดซับความร้อน นวัตกรรมลดการนำเข้า, แคปซูลนาโน ส่งสารถึงระดับเซลล์, โครงสร้างนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เพื่อพลังงานทางเลือก, โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์สำหรับการเร่งปฏิกิริยา และการดูดซับไฮโดรเจน และลิกนินวัสดุชีวภาพสำหรับระบบนำส่ง เป็น 6 ผลงานวิจัยที่แสดงขีดความสามารถและความสามารถของนักวิจัยนาโนเทค สวทช. ที่คว้า 6 รางวัลจากเวทีรางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปีงบประมาณ 2564 จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ไม่ว่าจะเป็นรางวัลผลงานวิจัย ระดับดี 1 รางวัล, รางวัลวิทยานิพนธ์ ระดับดีมาก 2 รางวัล ระดับดี 2 รางวัล และรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ซึ่งเป็นรางวัลประกาศเกียรติคุณอีก 1 รางวัล NANOTEC e-Newsletter จะชวนเจ้าของผลงานทั้ง 6 รางวัลมาบอกเล่ารายละเอียดงานและประโยชน์ของสิ่งที่พวกเขาลงมือพัฒนาวิจัย
สารเรืองแสงอินทรีย์เพื่อการรักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า
ดร. กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์
ทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน
ร่วมกับสำนักวิชาวิทยาศาสตร์ สาขาเคมี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
การรักษามะเร็ง ไม่ว่าจะเป็นการทำเคมีบำบัด (chemotherapy) การฉายรังสี (Radiotherapy) หรือแม้กระทั่งการผ่าตัด ต่างส่งผลกระทบต่อผู้ป่วยมะเร็งทั้งสิ้น นักวิทยาศาสตร์ได้มีการคิดค้นการรักษามะเร็งแนวทางใหม่ อย่างการรักษามะเร็งผ่านการกระตุ้นด้วยแสง (Photodynamic therapy) โดยวิธีดังกล่าวนี้ จะใช้แสงพลังงานต่ำโดยเฉพาะแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรด (Near infrared region) ซึ่งมีคุณสมบัติในการแทรกตัวผ่านผิวหนังได้ลึก (High penetration depth) และไม่ทำลายเซลล์ข้างเคียง โดยแสงพลังงานต่ำดังกล่าวจะไปกระตุ้นสารก่อภาวะไวแสง (Photosensitizer) ให้เปลี่ยนโมเลกุลออกซิเจนทั่วไป เป็นโมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวต่อปฏิกิริยา (Reactive oxygen species) และมีความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็ง โดยสารก่อภาวะไวแสงจะถูกฉีดเข้าตัวผู้ป่วย และแทรกซึมอยู่ในเซลล์มะเร็งก่อนการกระตุ้น และโมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวจะสลายตัวไปอย่างรวดเร็ว ทำให้ไม่มีสารพิษตกค้างในร่างกายของผู้ป่วยซึ่งเป็นข้อดีที่เหนือกว่าการรักษาด้วยวิธีเคมีบำบัด
ในปัจจุบันมีสารก่อภาวะไวแสงที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในการรักษามะเร็งแบบกระตุ้นด้วยแสงจากองค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (Food and Drug Administration; FDA) แล้ว แต่สารดังกล่าวยังมีข้อเสียที่ความสามารถดูดกลืนแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรดต่ำ ทำให้การรักษามะเร็งอย่างมีประสิทธิภาพทำได้เฉพาะบริเวณพื้นผิวของเซลล์มะเร็ง ทำให้นักวิทยาศาสตร์เร่งหาสารก่อภาวะไวแสงที่สามารถดูดกลืนแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรดได้ดี รวมทั้งต้องมีความจำเพาะเจาะจงในการแทรกซึมเข้าเซลล์มะเร็งมากกว่าเซลล์ทั่วไป
งานวิจัยเรื่องนี้ เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสารประกอบไซยานินที่มีหมู่อะมิโน แฮพตะมีไทน์ ที่สามารถดูดกลืนแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรดได้ดี (820-950 นาโนเมตร) และเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสงที่มีความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร สารดังกล่าวจะปลดปล่อย โมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวต่อปฏิกิริยา (Reactive oxygen species) ที่เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็ง ภายใต้สภาวะกรด ซึ่งคุณสมบัติเชิงแสงของโมเลกุลดังกล่าวสามารถอธิบายได้โดยการคำนวณทางทฤษฎี กล่าวคือ เมื่อหมู่อะมิโน แฮพตะมีไทน์รับโปรตอนในสภาวะกรด จะทำให้เกิดปรากฎการณ์การถ่ายเทประจุภายในโมเลกุล (Intramolecular charge transfer) ส่งผลให้ความกว้างของช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน (energy band gap) ต่ำลง และทำให้สารประกอบไซยานินดังกล่าวดูดกลืนแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรดได้ดีขึ้น นอกจากนี้สารประกอบไซยานินยังสามารถดูดซึมเข้าเซลล์มะเร็งตับ และทำลายเซลล์มะเร็งผ่านการกระตุ้นด้วยแสงทั้งแบบกระตุ้นโดยตรงและการกระตุ้นด้วยแสงผ่านเนื้อเยื่อภายใต้สภาวะกรดได้อย่างจำเพาะเจาะจงเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ทั่วไป อีกทั้งโมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวยังสามารถตรวจจับได้ภายในเซลล์ภายหลังการกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งเป็นการยืนยันถึงประสิทธิภาพของสารประกอบไซยานินดังกล่าวในการรักษามะเร็งแบบมุ่งเป้าผ่านการกระตุ้นด้วยแสง (Photodynamic therapy)
“เราเชื่อว่า โครงงานวิจัยชิ้นนี้มีความเป็นไปได้สูงที่จะนำไปสู่การร่วมมือกับภาคเอกชน หรือหน่วยงานภายในสถาบันวิจัย ในการพัฒนาเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ในการวินิจฉัยและรักษามะเร็งโดยใช้แสงช่วงใกล้อินฟราเรด ซึ่งมีความปลอดภัยกว่าวิธีที่ใช้ในการรักษามะเร็งในปัจจุบัน” ดร. กันตพัฒน์กล่าว พร้อมชี้ว่า ประโยชน์ระยะยาวคือ การเชื่อมโยงความรู้ทางเคมีสังเคราะห์กับการแพทย์
เนื่องจากเป็นการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่เพื่อช่วยในการเพิ่มตัวเลือกในการรักษามะเร็ง นอกจากนี้ยังเป็นการพัฒนานักวิทยาศาสตร์ นักศึกษา และขยายความร่วมมืออย่างต่อเนื่องระหว่างมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยทั้งในประเทศและต่างประเทศ มีการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่ในการรักษามะเร็งแบบทางเลือก เพื่อสร้างความเข้มแข็งให้กับกลุ่มวิจัย และเพิ่มศักยภาพงานวิจัยแนวหน้าให้กับประเทศ อีกทั้งยังสามารถขยายองค์ความรู้เพื่อพัฒนาเครื่องมือวิทยาศาสตร์และการแพทย์เพื่อใช้ประโยชน์ในประเทศได้
โครงสร้างนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เพื่อพลังงานทางเลือก
ดร. ธีระ บุตรบุรี ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา
กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาและการคำนวณระดับนาโน
แสงแดดที่สร้างความร้อนให้กับผู้คน แต่ก็เป็นแหล่งพลังงานชั้นดีที่ไม่มีค่าใช้จ่าย นอกจากการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ โดยวิทยานิพนธ์ชิ้นนี้ได้ทำการออกแบบโครงสร้างนาโนไททาเนียมไดออกไซด์หลากหลายรูปแบบที่อาจมีศักยภาพเชิงทฤษฎีในการเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปแสงอาทิตย์ เช่น โครงสร้างแบบ แกน-เปลือก ระหว่างโลหะพลาสโมนิกกับไททาเนียมไดออกไซด์, โครงสร้างแบบ 0, 1 และ 2 มิติ ที่มีกิ่งก้านช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการเร่งปฏิกิริยา, โครงสร้างผลึกเดี่ยวที่มีรูพรุนสูง เป็นต้น และทำการสังเคราะห์โครงสร้างเหล่านั้นให้สำเร็จด้วยกลยุทธ์ทางเคมี บูรณาการเข้ากับการออกแบบและวิศวกรรมระบบขั้นสูงเพื่อประยุกต์ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเปลี่ยนรูปพลังงานแสงอาทิตย์หลากหลายรูปแบบ
โครงสร้างนาโนที่ถูกพัฒนาขึ้นนี้ถูกออกแบบและสังเคราะห์ขึ้นอย่างพิถีพิถัน สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์รูปแบบต่างๆหลากหลายรูปแบบได้อย่างมีนัยสำคัญ ทั้งเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาเชิงพานิชย์แล้ว เช่น เซลล์สุริยะ เซลล์กำเนิดพลังงานไฮโดรเจนจากการแยกน้ำ หรือประโยชน์เชิงสังคมและชุมชนในการกำจัดมลภาวะต่างๆด้วยปฏิกิริยาเชิงแสง เช่น การสลายสารพิษชีวภาพในน้ำ และการกำจัดก๊าซเรือนกระจกอันเป็นสาเหตุของสภาวะโลกร้อนด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสงเทียม จึงมีศักยภาพสูงที่จะถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีเหล่านี้ เพื่อตอบโจทย์สำคัญของโลกด้านการขาดแคลนพลังงานและปัญหาสิ่งแวดล้อมโดยการประยุกต์ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเปลี่ยนรูปพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานอื่นหลากหลายรูปแบบ เช่น เซลล์สุริยะ, เซลล์แยกน้ำด้วยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีเชิงแสง, การกำจัดสารพิษชีวภาพ และ การสังเคราะห์แสงเทียมเลียนแบบพืช
โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ (MOF) เพื่อวัสดุศาสตร์ขั้นสูง
ดร.บุญรัตน์ รุ่งทวีวรนิต
ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาและการคำนวณระดับนาโน
งานวิจัยในวิทยานิพนธ์นี้ ได้แสดงแนวทางการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนสารที่มีคาร์บอน 1 อะตอม อาทิ มีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และเมทานอล มีความสำคัญทั้งในเชิงการผลิตสารเคมี พลังงาน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยใช้สารในกลุ่ม metal–organic framework (MOF) เป็นฐานในการพัฒนา
ในงานนี้ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา 3 ประเภท ได้แก่ 1. ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความหนาแน่นของบริเวณเร่งสูง โดยการเพิ่มผิวประจันของคอปเปอร์ และเซอร์โคเนีย สำหรับการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอลอย่างมีประสิทธิภาพ ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยามาตรฐานถึง 8 เท่า 2. ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบอะตอมเดี่ยวของโลหะคอปเปอร์ความเสถียร และประสิทธิภาพสูงสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของคาร์บอนมอนอกไซด์ เทียบเท่ากับโลหะมีตระกูล และ 3. ตัวเร่งปฏิกิริยาเลียนแบบเอนไซม์สำหรับการเปลี่ยนมีเทนเป็นเมทานอล นอกจากนี้แนวทางการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถนำไปต่อยอดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ ได้ต่อไป
การพัฒนางานวิจัยนี้มีความท้าทายอยู่ที่ต้องใช้ความเข้าใจในหลายศาสตร์ ทั้งความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งนำไปสู่การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพที่ต้องอาศัยองค์ความรู้เกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ นอกจากนี้ งานวิจัยชิ้นนี้ยังเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับอะตอม และโมเลกุล ทำให้ต้องใช้เทคนิควิเคราะห์ขั้นสูงหลายแขนงเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้าง และปัจจัยที่ทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีประสิทธิภาพ
แคปซูลนาโน ส่งสารสำคัญถึงระดับเซลล์
ดร.รวีวรรณ ถิรมนัส
ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อคุณภาพชีวิตและเวชสำอาง กลุ่มวิจัยการห่อหุ้มระดับนาโน
วิทยานิพนธ์เรื่อง แคปซูลนาโนเพื่อการนำส่งสารเข้าสู่เซลล์ การควบคุมการปลดปล่อย และการตรวจวัดในเซลล์ (Nanocapsules for Uptake, Release and Sensing in Cells) มีเป้าหมายที่จะพัฒนาระบบนำส่งแบบใหม่ โดยใช้แคปซูลนาโนที่ออกแบบให้มีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ต่างกัน ประกอบด้วยการศึกษาการเข้าสู่เซลล์ การศึกษาการควบคุมการปลดปล่อย และการศึกษาการใช้เป็นตัวตรวจวัด โดยแต่ละระบบที่ถูกพัฒนาขึ้นนี้จะถูกตรวจสอบในเชิงความปลอดภัย ประสิทธิภาพในการเข้าสู่เซลล์ และความเป็นไปได้ในการนำไปใช้งานตามวัตถุประสงค์ของแต่ละระบบ โดยมุ่งหวังที่จะใช้ในการรักษาและวินิจฉัยมะเร็ง
ความท้าทายส่วนหนึ่งของงานวิจัยนี้คือ การคัดเลือกแคปซูลนาโนที่เหมาะสมร่วมกับการปรับสภาวะที่เหมาะสม ในการนำส่งสารเข้าสู่เซลล์ภูมิคุ้มกัน “ทีเซลล์” ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นเซลล์ที่ยากที่จะเลี้ยง และไม่ยอมรับอนุภาคใด ๆ เข้าสู่เซลล์โดยง่าย งานวิจัยนี้เปิดเผยให้เห็นถึงปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความเป็นพิษของเซลล์และการเข้าสู่เซลล์ อันนำไปสู่แนวทางในการออกแบบแคปซูลนาโนในการใช้เป็นระบบนำส่งและตัวตรวจวัดแบบใหม่ ๆ อย่างระมัดระวัง นอกจากนี้ยังเผยให้เห็นถึงกลยุทธ์ใหม่ในการรักษามะเร็ง ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านชีวการแพทย์อื่น ๆ ได้อย่างหลากหลาย
องค์ความรู้ที่ได้จากวิทยานิพนธ์นี้ สามารถนำไปใช้ต่อยอดในเชิงพาณิชย์เพื่อการพัฒนาเป็นระบบหรือยารักษามะเร็งชนิดใหม่ หรือชุดตรวจมะเร็งได้ นอกจากนี้ยังประยุกต์ใช้แคปซูลนาโนในการบรรจุสารอื่น ๆ เช่น สารเรืองแสง เพื่อใช้ในการตรวจติดตาม หรือสารบำรุงผิว เพื่อเพิ่มการดูดซึมเข้าสู่ผิวหนัง เพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์เวชสำอางได้
อนุภาคลิกนินนาโน ตัวช่วยภาคการเกษตร
ดร.ดวงพร เครสปี้
ทีมวิจัยกระบวนการระดับนาโนเพื่ออุตสาหกรรมเกษตร
วิทยานิพนธ์เรื่อง ลิกนินวัสดุชีวภาพสำหรับระบบนำส่งที่ตอบสนองต่อเอ็นไซด์และสารตั้งต้นคาร์บอน เป็นการศึกษาวิธีการเตรียมระบบนำส่งอนุภาคนาโนลิกนินสำหรับสารออกฤทธิ์ทางเกษตร ซึ่งเป็นงานวิจัยงานแรกในการนำลิกนินมาประยุกต์ใช้เป็นระบบนำส่ง
การวิจัยและพัฒนานี้ ประสบความสำเร็จในการห่อหุ้มทั้งสารที่มีความชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ โดยใช้วิธีการเตรียมที่แตกต่างกันคือ ในการห่อหุ้มสารที่ชอบน้ำสามารถเตรียมอนุภาคแคบซูลแกน-ลิกนินเปลือกขนาดนาโนเมตร ด้วยวิธีการเกิด polyaddition ที่ผิวของหยดน้ำของลิกโนซัลโฟเนตแล้วเกิดเป็น polyurethane ฐานลิกนิน ในกระบวนมินิอิมัลชั่นแบบผกผัน (inverse-miniemulsion)
สำหรับการห่อหุ้มสารที่ไม่ชอบน้ำ สามารถกักเก็บในระบบนำส่งอนุภาคนาโนลิกนินด้วยการเกิดพอลิเมอไรเซชั่นของ methacylated-lignin ในกระบวนการมินิอิมัลชั่นและตามด้วยการระเหยตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้เกิดเป็นระบบนำส่งลิกนินที่มีรูปร่างหลากหลายทั้งเป็นทรงกลมตัน แกน-เปลือก และมีรูพรุน และพบว่าระบบนำส่งอนุภาคนาโนลิกนินสามารถปล่อยสารออกฤทธิ์ได้เร็วมากขึ้นเมื่อมีเอ็นไซม์ laccase เพราะเกิดการย่อยลิกนินที่เป็นวัสดุห่อหุ้ม
และเมื่อใช้ระบบนำส่งอนุภาคนาโนลิกนินห่อหุ้มสารกำจัดเชื้อเราก่อโรค Esca ในต้นองุ่น พบว่าประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี ต้นองุ่นที่รับการรักษาด้วยอนุภาคลิกนิน สามารถกลับมาปกติและให้ผลผลิตได้เหมือนเดิม และเมื่อนำอนุภาคลิกนินมาประยุกต์ใช้เป็นสารตั้งต้นคาร์บอน พบว่ามีพื้นที่ผิวที่สูงและสามารถดูดซับสีได้ดี
“ชุดความรู้และบุคลากรวิจัยเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์วัสดุทางธรรมชาติและวัสดุเหลือใช้ทางธรรมชาติ ให้มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริง เป็นผลลัพธ์จากวิทยานิพนธ์นี้ ซึ่งตอบโจทย์และสนับสนุนนโยบายของประเทศในเรื่อง Bio-Circular-Green Economy (BCG) ได้เป็นอย่างดี” ดร.ดวงพรกล่าว พร้อมชี้ว่า งานวิจัยนี้มีศักยภาพในการพัฒนาไปสู่การใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์สูง เนื่องจากนอกจากงานวิทยานิพนธ์นี้ได้มีการศึกษาทั้งในเชิงวิทยาศาสตร์พื้นฐานเพื่อเป็นองค์ความรู้ในการปรับปรุงโครงสร้างของลิกนิน รวมทั้งศึกษาพฤติกรรมการปลดปล่อยสารสำคัญจากอนุภาคนาโนลิกนินที่สังเคราะห์ได้ ยังได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพของอนุภาคลิกนินที่กักเก็บสารสำคัญทางเกษตร เพื่อกำจัดโรคในแปลงทดลองปลูกองุ่น และพบว่า มีประสิทธิภาพในการช่วยกำจัดโรคได้จริงและได้มีการจดสิทธิบัตรไว้ สามารถถ่ายทอดให้กับภาคเอกชนได้เลย
ท่อดูดซับความร้อน นวัตกรรมลดการนำเข้า
ทีมนวัตกรรมเคลือบนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน
(นายพิศิษฐ์ คำหน่อแก้ว นายธันยกร เมืองนาโพธิ์ นายอนุศิษย์ แก้วประจักร์ นายคฑาวุธ โลหะเวช น.ส.ทิพวรรณ สดใส)
ทีมวิจัยนวัตกรรมเคลือบนาโนศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ ได้พัฒนาท่อดูดซับความร้อนในระบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้นแบบ parabolic trough และ linear fresnel โดยท่อดูดซับความร้อนดังกล่าวทำมาจากท่อโลหะที่เคลือบด้วยสารผสมจากอนุภาคนาโนซิลิกาและอนุภาคนาโนกราฟีนซึ่งสามารถยึดเกาะบนผิวท่อโลหะได้ดีและใช้เป็นพื้นผิวดูดซับความร้อนจากการรวมแสงอาทิตย์เข้มข้นก่อนส่งผ่านไปให้ของเหลวนำความร้อนในท่อ ท่อดูดซับความร้อนนี้ทนทานต่อการความร้อนที่อุณหภูมิมากว่า 500 ˚C โดยที่ผ่านมาทีมวิจัยได้นำท่อดูดซับความร้อนดังกล่าวใช้งานร่วมกับระบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้นผลิตไอน้ำยิ่งยวด ที่มีอุณหภูมิสูงสุดที่ 450 องศา และความดัน 30 บาร์ เทคโนโลยีการผลิตท่อดูดซับความร้อนที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้สามารถขยายขนาดกำลังการผลิตได้ง่าย ให้ความร้อนที่รวดเร็ว มีความทนทานสูง ลดการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และลดการใช้พลังงานฟอสซิลเพื่อผลิตไอน้ำร้อน
กระบวนการผสมสารเคลือบกราฟีน ประกอบด้วย อนุภาคนาโนซิลิกาซึ่งเป็นอนุภาคนาโนที่มีราคาถูก และสามารถขยายเสกลในการผลิตได้ ในกระบวนการนี้ใช้ catalytic reaction ในสภาวะของเหลว โดยทำการผสมอนุภาคนาโนซิลิกา กับ Alkyl silane ชนิดพิเศษ ในสัดส่วนเหมาะสม เป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง โดยสายโซ่ของ Alkyl Silane จะทำการเกาะบริเวณพื้นผิวของอนุภาคนาโนซิลิกา จากนั้นทำการผสมอนุภาคนาโนกราฟีน ก่อนนำไปพ่นเคลือบท่อโลหะด้วยสเปรย์และทำการอบแห้งที่ 80 องศาเซลเซียส สายโซ่ของ Alkyl Silane จะทำการเชื่อมต่ออนุภาคนาโนซิลิกา กราฟีน และพื้นผิวท่อโลหะ เพิ่มการยึดเกาะที่ดี ก่อนนำท่อดูดซับความร้อนดังกล่าวติดตั้งในท่อแก้วสุญญากาศขนาด 10-6 mbar เพื่อใช้เป็นท่อนำส่งของเหลวนำความร้อนในระบบพลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้นทั้งแบบ parabolic trough และ linear Fresnel
“การผลิตท่อดูดซับความร้อนดังกล่าวในประเทศไทยมีต้นทุนต่ำกว่าการนำเข้าจากต่างประเทศประมาณ 1 ใน 3 ลดการค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงในการผลิตความร้อนที่ 30-40 เปอร์เซ็นต์ และเป็นต้นแบบการใช้งานเทคโนโลยีสะอาดในประเทศไทย” หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว พร้อมชี้ว่า ทางบริษัท เอ ที อี จำกัด ได้นำเทคโนโลยีการผลิตท่อดูดซับความร้อนด้วยสารผสมนาโนซิลิกาและกราฟฟีน ใช้งานร่วมกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้นแบบ parabolic trough และ linear Fresnel ในโรงงานต้นแบบผลิตความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ อ.บางปะกง จ.ฉะเชิงเทรา องค์การสุรา กรมสรรพสามิต จ.ฉะเชิงเทรา นอกจากนี้ยังมีแผนใช้เทคโนโลยีดังกล่าว ในบริษัทผลิต น้ำผลไม้ น้ำมัน และวัสดุก่อสร้าง