ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยา ศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ได้พัฒนาเซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าตรวจวัดโลหะหนัก ตัวช่วยตรวจวิเคราะห์การปนเปื้อนของ 4 โลหะอันตรายอย่าง แคดเมียม, ตะกั่ว, ปรอท และสารหนู ในนํ้าและพืชสมุนไพร ตอบโจทย์การใช้งานภาคสนามและห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก ชูจุดเด่น ตรวจพร้อมกันได้หลายชนิดโลหะ รู้ผลเชิงปริมาณใน 1 นาที ต้นแบบเซ็นเซอร์พร้อมต่อยอดใช้งาน รับโมเดลเศรษฐกิจ BCG ด้าน Green Economy เพื่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

วีรกัญญา มณีประกรณ์” หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน นาโนเทค สวทช. เล่าให้ฟังว่า ทีมวิจัยใช้องค์ความรู้และความเชี่ยวชาญด้านวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์พัฒนาเป็นเซ็นเซอร์ตรวจวัดสิ่งปนเปื้อนในนํ้าและพืชสมุนไพร โดย “เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าตรวจวัดโลหะหนัก” นับเป็นเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์การปนเปื้อนโลหะหนัก ได้แก่ แคดเมียม ตะกั่ว ปรอท สารหนู อาศัยเทคนิคเคมีไฟฟ้า เพื่อวัดสัญญาณเคมีไฟฟ้า ใช้ร่วมกับเครื่องวัดแบบพกพา

“ทีมวิจัยพัฒนาโดยการนำขั้วไฟฟ้านำมาปรับปรุงคุณสมบัติด้วยวัสดุนาโน ที่ออกแบบให้จำเพาะกับสารโลหะหนักแต่ละชนิด 4 ชนิดข้างต้น ออกมาในรูปเซ็นเซอร์แผ่นบาง การตรวจวิเคราะห์จะเริ่มจากนำตัวอย่างผสมกับนํ้ายาที่พัฒนาขึ้น หยดลงบนขั้วไฟฟ้าในบริเวณที่กำหนด กดปุ่มตรวจวัดผ่านโปรแกรมการตรวจวัด โปรแกรมจะวิเคราะห์ปริมาณความเข้มข้นของโลหะที่อยู่ในตัวอย่างภายใน 1 นาที ซึ่งในกรณีที่เป็นพืชสมุนไพรนั้น จะนำพืชมาผสมกับนํ้ายาแล้วคั้นนํ้าจากพืช และใช้นํ้าคั้นจากพืชหยดลงบนขั้วไฟฟ้าและตรวจวัดด้วยวิธีการเช่นเดียวกัน”

เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าตรวจวัดโลหะหนัก มีจุดเด่นคือให้ผลการตรวจวัดรวดเร็ว สามารถใช้คัดกรองเบื้องต้นทั้งเชิงคุณภาพและปริมาณว่ามีการปนเปื้อนสารโลหะหนักหรือไม่ ชนิดใด ในปริมาณเท่าไหร่ โดยการตรวจวัดตัวอย่างนํ้า ได้แก่ นํ้าดิบ นํ้าดื่ม และนํ้าใช้ เซ็นเซอร์ให้ผลการตรวจวัดที่ถูกต้องและแม่นยำ สอด คล้องกับผลการตรวจด้วยเครื่องมือมาตรฐานในห้องปฏิบัติการ ซึ่งมีราคาแพงและใช้เวลารอผลนาน โดยความสามารถในการตรวจวัดของเซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้น นับว่ามีประสิทธิภาพดีเมื่อเทียบกับชุดตรวจที่มีอยู่ในท้องตลาดปัจจุบันที่มีความถูกต้องแม่นยำตํ่า ราคาแพง ใช้เวลาแสดงผลนานประมาณ 10–30 นาที เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นนี้ จึงอาจเป็นทางเลือกหนึ่งในการสร้างความเชื่อมั่นในความปลอดภัยของนํ้าของประชาชนผู้ใช้นํ้าให้สามารถตรวจติดตามการปนเปื้อนโลหะหนักในนํ้าได้อย่างสมํ่าเสมอด้วยตนเอง

ปัจจุบัน ต้นแบบเซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าตรวจวัดโลหะหนักที่ทีมวิจัยนาโนเทค สวทช. พัฒนาขึ้นนั้น มีการนำไปใช้ตรวจวิเคราะห์นํ้าในพื้นที่จริงร่วมกับสำนักงานทรัพยากรนํ้าแห่งชาติ ณ จังหวัดกาฬสินธุ์ และนำไปตรวจวัดนํ้าให้กับชุมชนในพื้นที่จังหวัดขอนแก่น และยังร่วมกับสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานในการตรวจวิเคราะห์นํ้าในโรงเรียนในพื้นที่จังหวัดลำปาง รวมถึงนำไปตรวจวิเคราะห์โลหะหนักในพืชสมุนไพร ร่วมกับ เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก หรือ EECi และกลุ่มวิสาหกิจชุมชนในพื้นที่จังหวัดระยอง ฉะเชิงเทรา ชลบุรี

นวัตกรรมดังกล่าว จะเป็นประโยชน์กับชุมชนหรือหน่วยงานที่ดูแลตรวจสอบเรื่องของการปนเปื้อนโลหะหนักในแหล่งนํ้าหรือพืชสมุนไพรในพื้นที่นั้น ๆ หรือนำไปใช้ตรวจคัดกรองในกรณีเร่งด่วนเพื่อป้องกันและวางแผนบริหารจัดการส่งแวดล้อมตามโมเดลเศรษฐกิจ BCG ด้าน Green Economy เพื่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ซึ่งนาโนเทคเอง อยู่ระหว่างเสาะหาผู้สนใจนำต้นแบบเทคโนโลยีไปใช้ประโยชน์ เพื่อร่วมทดสอบและประเมินประสิทธิภาพร่วมกัน รวมถึงผู้ร่วมวิจัยเพื่อให้เกิดการพัฒนานวัตกรรมที่มีประสิทธิภาพเพิ่มสูงขึ้น และภาคเอกชนที่จะร่วมผลักดันไปสู่เชิงพาณิชย์ต่อไป โดยทีมวิจัยเอง มีความร่วมมือกับศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค สวทช. ในการพัฒนาเครื่องอ่านและโปรแกรมอ่านผล เพื่อนำไปสู่การวิเคราะห์และแปลผลที่แม่นยำมากขึ้นในอนาคต” วีรกัญญา ระบุ.