รายงานข่าววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จาก วอชิงตัน เดือนสิงหาคม 2552

Last Updated on Tuesday, 05 October 2010 11:00

การสกัดน้ำมันเชื้อเพลิงจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และแสงแดด

ทีมนักวิจัยจากบริษัท Joule Biotechnologies ซึ่งตั้งอยู่ ณ Cambridge, Massachusetts ได้ทำการศึกษาวิจัยโดยเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ตามโครงสร้างทางพันธุกรรมของ จุลินทรีย์นั้นๆ ในกระบวนการที่เรียกว่า “โฟโตไบโอรีแอ็คเตอร์” (Photobioreactor) ซึ่งเป็นกระบวนการสังเคราะห์หรือเพาะเลี้ยงผลิตภัณฑ์ชีวภาพในท่อหรือหลอด แก้วแบบเปิด ทำให้จุลินทรีย์ภายในใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนเพื่อเปลี่ยนก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นเชื้อเพลิงอีเทอร์นอล หรือเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน

หากกระบวนการข้างต้นเป็นตามที่คาดไว้จะนับเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ สำหรับอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งเดิมส่วนใหญ่ได้จากข้าวโพดหรือธัญพืชโดยมีข้อจำกัดเนื่องจากต้องใช้ พื้นที่ในการเพาะปลูกมาก รวมถึงปริมาณน้ำและพลังงานในการปลูก รวมถึงเป็นการปรับปรุงเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีเซลล์ลูโลสเป็นองค์ประกอบด้วย โดย หญ้า และ เศษไม้ ให้เขื้อเพลิงได้มากกว่าข้าวโพดหรือธัญพืช

บริษัท Joule Biotechnologies มีแผนก่อตั้งโรงงานผลิตขนาดใหญ่บริเวณตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ในต้นปี 2553 โดยมีนักลงทุนสนใจร่วมลงทุนเกือบ 50 ล้านเหรียญสหรัฐฯ รวมถึงความพยายามในการผลิตเชื้อเพลิงที่ใช้สาหร่ายเป็นองค์ประกอบ ซึ่งคาดว่าสามารถผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพปริมาณ 20,000-60,000 แกลลอน : เอเคอร์ : ปี ทั้งนี้ระบบการสกัดที่บริษัทเลือกใช้จะต้องปรับเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานใน กระบวนการผลิตน้ำมัน ซึ่งทางบริษัทจะต้องคำนึงถึงปัจจัยที่มีผลต่อการผลิต เช่น การตอบสนองระหว่างจุลินทรีย์กับความร้อน การที่ท่อหรือหลอดแก้วที่ใช้นั้นสามารถเก็บความร้อนได้ตามเวลาที่ต้องการ ซึ่งความร้อนที่มากเกินไปเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดปัญหา


การสร้างพลังงานความร้อนแสงอาทิตย์ที่มีราคาต่ำลง

บริษัท Stirling Energy Systems คิดค้นระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าที่รวมพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยลดความซับซ้อนในการผลิต จึงทำให้ราคาของเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าลดต่ำลง แต่ได้ปริมาณพลังงานมากขึ้น โดยโครงกาดังกล่าวของ บริษัท Stirling Energy Systems นั้นใช้กระจกที่มีลักษณะคล้ายรางน้ำที่เอียงป้าน (Parabolic dish) ที่มีความยาว 12 เมตร มาใช้ในการรวมแสง ความแตกต่างของอุณหภูมิร้อนเย็นจะดันลูกสูบและผลิตพลังงานกระแสไฟฟ้าได้มากถึง 25,000 วัตต์ โดยโครงการขั้นแรกนั้นจะใช้จานรวมแสงมากถึง 12,000 จาน เพื่อผลิตพลังงาน 300 เมกกะวัตต์ และพลังงานไฟฟ้าที่ได้จะมีราคาที่ 12-15 เซนต์ : กิโลวัตต์ : ชั่วโมง ถึงแม้ว่าจะมีราคาพลังงานไฟฟ้าที่ได้นั้นไม่สูง แต่ก็ยังเป็นราคาของพลังงานไฟฟ้าที่สามารถนำมาแข่งขันกับราคาของพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งอื่นได้

เมื่อต้นเดือน ส.ค. 2552 ที่ผ่านมาทางบริษัทได้นำตัวอย่างแผ่นรับพลังงานออกสู่ตลาด ซึ่งเมื่อเทียบกับแผ่นรับพลังงานตัวอย่างที่ได้รับการทดสอบจากห้องปฏิบัติการทดลองแห่งแซนเดีย (Sandia National Laboratory) นับว่ามีน้ำหนักที่ลดลง จำนวนแผ่นกระจกที่ใช้ก็ลดลงเท่าตัว และการผลิตแผ่นรับพลังงานนี้ง่ายและผลิตได้จำนวนมาก

ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดจากระบบดังกล่าว คือ
1. เทคโนโลยีการวมแสงของระบบอื่น ต้องใชน้ำเพื่อช่วยให้ระบบเย็นลง แต่ระบบการผลิตพลังงานของ บริษัท Stirling Energy Systems ใช้ระบบการปล่อยรังสีแบบปิด (Closed Radiator System) ซึ่งไม่ได้ใช้น้ำในการลดอุณหภูมิของระบบ
2. สามารถแยกผลิตพลังงานได้เป็นส่วนๆ พลังงานสามารถผลิตได้ด้วยแผ่นรับพลังงานแสงและถ้าต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นก็ติดตั้งจานรับแสงเพิ่มขึ้นจากเดิม

แต่ระบบนี้ยังมีข้อเสียเหมือนกันกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยระบบการรวมพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์อื่นๆ คือ ไม่สามารถผลิตพลังงานในเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์


นักวิทยาศาสตร์สถาบันวิจัยสคริปส์สามารถใช้เซลล์ผิวหนังในการสร้างหนู

ทีมนักวิทยาศาสตร์สถาบันวิจัยสคริปส์ (Scripps Research Institute) ณ เมืองลาโฮย่า มลรัฐแคลิฟอร์เนีย ประสบความสำเร็จในการสร้างหนูที่มีชีวิตโดยใช้เซลล์ผิวหนังจากหนูอีกตัว ซึ่งสร้างความหวังในการสร้างเซลล์จำเพาะแทนการใช้เซลล์ต้นตอจากตัวอ่อน หัวหน้าทีมวิจัย Asst.Prof Kristin Baldwin กล่าวว่าหนูที่ถูกสร้างขึ้นมาจะมีลักษณะทางพันธุกรรมตรงกับหนูซึ่งเป็นเจ้าของเซลล์ถึง 95% และเทคนิคที่ใช้นี้ก็มีอัตราประสบความสำเร็จที่ 13% ของการทดลองในแต่ละครั้ง ซึ่งสูงกว่าผลงานของทีมวิจัยจากจีนที่มีอัตราประสบความสำเร็จที่ 3.5% และ 1%

ขั้นตอนการทดลองเริ่มจากการสกัดแยกเซลล์จำเพาะหรือเซลล์ที่เจริญวัยเต็มที่แล้วจากหนู จากนั้นใช้ไวรัสเป็นพาหนะในการนำยีนบางชนิดซึ่งมีคุณสมบัติในการแปลงโปรตีน (Protien-Coding Genes/Reprogramming Factors) เข้าไปภายใน DNA ของเซลล์ ยีนเหล่านี้จะทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงเซลล์จำเพาะให้มีคุณสมบัติกลับไปเป็นเหมือนเซลล์ที่ไม่จำเพาะ คล้ายเซลล์จากตัวอ่อน โดยเรียกคุณสมบัตินี้ว่าพลูริโพเทนท์ (Pluripotent)


วงการอุตสาหกรรมเซลล์ต้นตอสนับสนุนกฎหมายส่งเสริมการเก็บรักษาเลือดจากสายสะดือ

Mr.Merceded Walton ซีอีโอของบริษัท Cryo-Cell International หนึ่งในบริษัทผู้นำและผู้ริเริ่มก่อตั้งธนาคารเลือดจากสายสะดือ (Cord Blood Banks) กล่าวชื่นชมความคืบหน้าของการออกกฎหมายใหม่สองฉบับที่ส่งเสริมนโยบายการเก็บรักษาเลือดจากสายสะดือและจะเป็นการสนับสนุนการพัฒนางานวิจัยด้านเซลล์ต้นตอ โดยร่างกฎหมายใหม่อยู่ระหว่างดำเนินการพิจารณา ได้แก่

1. ร่างกฎหมายธนาคารเพื่อการเก็บรักษาเลือดจากสายสะดือ (Family Cord Blood Banking Act, H.R. 1718) ซึ่งเสนอให้มีการแก้ไขกฎหมายภาษีฉบับที่ใช้อยู่โดยมีการระบุการบริการเก็บรักษาเลือดจากสายสะดือเพิ่มเติมลงไปในรายชื่อของการบริการทางการแพทย์ที่สามารถหักภาษีได้
2. ร่างกฎหมายการให้ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่องเลือดจากสายสะดือ (Cord Blood Education and Awareness Act, H.R. 2107) การระบุให้ปลัดกระทรวงสุขภาพและบริการมนุษย์ (Department of Health and Human Services (DHHS)) เสนอโครงการในการรณรงค์ให้ความรู้แก่ประชาชนเกี่ยวกับเซลล์ต้นตอที่ได้รับจากเลือดในสายสะดือ เพื่อให้ความรู้และความเข้าใจแก่ผู้ปกครองถึงทางเลือกของการเก็บรักษาหรือบริจาคเลือดจากสายสะดือของบุตรเพื่อประโยชน์ทางการแพทย์ รวมถึงการเสนอเพื่อให้เงินทุนสนับสนุนแก่นักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับเลือดจากสายสะดือ

ปัจจุบันเซลล์ต้นตอได้จากเลือดในสายสะดือสามารถนำมาใช้ในการบำบัดรักษาโรคต่างๆ มากกว่า 75 ชนิด เช่น โรคลูคีเมีย โรคหัวใจ โรคมะเร็งเต้านม โรคเบาหวาน โรคพาร์กินสัน และโรคอัลไซเมอร์ เป็นต้น


ผอ.สถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐฯ ตั้งเป้าพัฒนาวิทยาศาสตร์เพื่อใช้ในการบำบัดรักษาโรค

Dr.Francis Collins ผู้อำนวยการสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา ประกาศที่จะผลักดันการพัฒนาวิทยาศาสตร์ยุคใหม่เพื่อนำมาใช้ในการให้บริการด้านสุขภาพและการบำบัดรักษาโรคให้กับผู้ป่วย โดยเน้นการรักษาแบบจำเพาะเจาะจงกับตัวบุคคล ซึ่งได้เริ่มวางนโยบายและจัดทำแผนการดำเนินงานในระยะอีก 2-3 ปีข้างหน้านี้

Dr.Collins เคยทำงานกับสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐฯ มานานกว่า 15 ปี ก่อนลาออกเมื่อปี 2551 เพื่อมาช่วยประธานาธิบดีโอบามาทำงานในโครงการเพื่อรณรงค์หาเสียงสนับสนุนการเลือกตั้งรวมทั้งช่วยก่อตั้ง BioLogos Foundation ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ไม่หวังผลกำไรและมีจุดมุ่งหมายในการจัดทำเว็บไซต์เพื่อเป็นกระบอกเสียงให้กับส่วนรวมในการเชื่อมความสัมพันธ์และความเข้าใจอันดีระหว่างนักวิทยาศาสตร์และประชาชน โดยตำแหน่งล่าสุดที่ Dr.Collins ได้รับในช่วงที่ร่วมงานกับสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐฯ คือ หัวหน้าโครงการการทำแผนที่ยีนของรหัสพันธุกรรมมนุษย์ (Human Genome Project) ต่อมาในปี 2552 Dr.Collins ได้รับแต่งตั้งให้เข้าร่วมทำงานกับทางสถาบันอีกครั้งในตำแหน่งผู้อำนวยการ


วัสดุนาโนเร่งการก่อตัวของโพลีเมอร์

นักวิจัยจาก NIST หรือ สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (National Institute of Standard and Technology) เปิดเผยงานวิจัยที่นำวัสดุนาโนมาใช้ในการสร้างแบบพิมพ์ที่มีจุดศูนย์กลางร่วมกัน (Concentric pattern) บนแผ่นฟิล์มของโคพอลิเมอร์แบบบล็อค (Block copolymers)

การศึกษาของ NIST ช่วยให้เกิดความเข้าใจในคุณสมบัติของโพลีเมอร์มากขึ้น และอาจนำไปสู่การวัดความดันที่เกิดขึ้นบนแผ่นฟิล์มบางในขั้นตอนการสร้างโพลีเมอร์อีกด้วย ซึ่งความต่างของคุณสมบัติทางเคมีที่แยกกันอย่างชัดเจนในแต่ละส่วนของโคพอลิเมอร์แบบบล็อคจะเป็นสาเหตุให้วัสดุเหล่านี้เรียงตัวเป็นรูปทรงกระบอกที่มีขนาดเล็กในระดับนาโนได้


โอบามาทุ่มงบ 2 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ หนุนอุตสาหกรรมผลิตอะไหล่รถยนต์ไฟฟ้า

เมื่อวันพุธที่ 5 ส.ค. 2552 รัฐบาลโอบามาจัดสรรงบประมาณ 2 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ แก่อุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า (Electric car) โดยหวังทวงคืนการเป็รผู้นำเทคโนโลยีดังกล่าว หลังได้รับผลกระทบจากพิษเศรษฐกิจ

งบประมาณดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของแผนกระตุ้นของแผนกระตุ้นเศรษฐกิจ (Stimulus package) ซึ่งการกระจายเงินไปยังบริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่มีคุณสมบัติตามที่รัฐบาลกลางกำหนด เพื่อลดการพึ่งพาการใช้ปิโตรเลียมและการลดการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อม และส่งเสริมการแข่งขันในตลาดโลก

ตัวอย่างบริษัทที่ได้รับการสนับสนุนงบประมาณ ได้แก่

1. บริษัท General Motor หรือ G.M. ได้รับเงินสนับสนุนถึง 106 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ชื่อว่า โวลต์ (Volt) ซึ่งใช้น้ำมันเชื้อเพลิงขนาดเล็กและสามารถเสียบไฟเพื่อนำไฟฟ้ามาแปลงเป็นพลังงานได้
2. บริษัท LGChem ได้รับเงินสนับสนุน 151 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อผลิตเซลล์ไฟฟ้าที่นำมาใช้กับโวลต์
3. บริษัท Ford Motor ได้รับเงิน 93 ล้านเหรียญสหรัฐฯ โดย 30 ล้านเหรียญสหรัฐฯ สำหรับผลิตรถยนต์ไฟฟ้าอเนกประสงค์ 15 คัน และติดตั้งเต้าเสียบไฟในรถยนต์ 150 คัน และอีก 63 ล้านเหรียญสหรัฐฯ สำหรับผลิตชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า (Drivetrain)

ทั้งนี้งบประมาณส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดลิเลียม-ไอออน (Lithium-ion) โดยบริษัท EnerG2 ได้รับเงิน 21 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อผลิตแบตเตอรี่จากวัสดุนาโนแห่งแรกของโลก ซึ่งช่วยให้วัสดุมีน้ำหนักลดลง และเหลือพื้นที่มากขึ้นสำหรับการเกิดปฏิกิริยาเคมี


การรบกวนแมลงหวี่ด้วยวัสดุนาโนคาร์บอน

ทีมงานมหาวิทยาลัยบราว์น (Brown University) มลรัฐโรดไอร์แลนด์ ร่วมศึกษาผลกระทบของวัสดุนาโนคาร์บอนที่มีต่อหนอนแมลงหวี่ (Fruit fly larvae) และแมลงหวี่ที่เจริญเติบโตเต็มที่ พบว่าหนอนแมลงหวี่ที่กินวัสดุนาโนคาร์บอน ยังคงดำเนินชีวิตต่อไปตามปกติโดยวัสดุนาโนคาร์บอนไม่มีผลกระทบต่อวงจรการเจริญเติบโตหรือการอยู่รอด แต่กลับสะสมวัสดุนาโนไว้ที่เนื้อเยื่อของแมลงหวี่

ในทางกลับกันเมื่อแมลงหวี่ที่โตเต็มวัยสัมผัสกับผงนาโนคาร์บอน จะมีความสามารถในด้านต่างๆ ด้อยลงและตายในไม่กี่ชั่วโมง ทั้งนี้วัสดุนาโนขนาดเล็ก เช่น คาร์บอนดำ (Carbon black) ที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ และท่อนาโนผนังเดี่ยว (Single-walled nanotubes) มีความเป็นพิษต่อแมลงหวี่มากกว่าวัสดุนาโนที่มีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งอาจมาจากการที่วัสดุนาโนขนาดเล็กจะกระจายติดอยู่ที่ตา ขา ปีก และระบบทางเดินหายใจของแมลงหวี่ได้ดีกว่า และจากการทดสอบในหลอดทดลองพบว่าแมลงหวี่จะแพร่กระจายวัสดุนาโนไปยังแมลงหวี่ตัวอื่นๆ ในระหว่างที่มันทำความสะอาดร่างกายโดยการถูขาหน้า และคาดว่าแมลงต่างๆ นำวัสดุนาโนคาร์บอนจากแหล่งอุตสาหกรรมการผลิตและบริเวณที่ทิ้งของเสียมาแพร่กระจายด้วยวิธีการดังกล่าว งานวิจัยนี้นำทีมโดย Xinyuan Liu, Robert H. Hurt, และ David M. Rand และทีมงานจากมหาวิทยาลัยบราว์น มลรัฐโรดไอร์แลนด์

ดูเพิ่มเติมฉบับเต็มได้ที่ :  http://www.nstda.or.th/index.php/nstda-doc-archives/doc_download/280—-82552

บทความนี้มีประโยชน์มากน้อยเพียงใด: / 3
น้อยมากที่สุด