ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา

ในปัจจุบันทั้งภาคอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือนกำลังเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ในการจัดการกับแก๊สที่ปนเปื้อนอยู่ในอากาศ ไม่ว่าจะเป็นสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ที่ก่อมลพิษ หรือคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อสภาวะโลกร้อน รวมถึงความชื้น (ไอน้ำ) ที่ส่งผลต่อคุณภาพการผลิตและการอยู่อาศัย โดยหัวใจสำคัญของการแก้ปัญหานี้คือ “วัสดุโครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ (Metal-Organic Frameworks: MOFs)” ได้กลายเป็นวัสดุดาวรุ่งที่น่าจับตามอง เนื่องจากมีโครงสร้างรูพรุนระดับนาโนที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมหาศาล ทำให้สามารถดักจับแก๊สหรือสารอินทรีย์ระเหยง่ายได้หลากหลายชนิด อย่างไรก็ตาม แม้ MOFs จะถูกยกย่องให้เป็นวัสดุดักจับอัจฉริยะในระดับห้องปฏิบัติการ แต่การใช้งานจริงในระดับอุตสาหกรรมยังมีข้อจำกัดเชิงเทคนิค (Pain Points) ที่สำคัญ คือ

• กระบวนการขึ้นรูป: การทำให้ MOFs อยู่ในรูปทรงที่ใช้งานง่ายโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติเดิม
• ต้นทุนและการขยายขนาด: การขยายขนาดกำลังการผลิต MOFs ในปริมาณมากได้ง่าย
• ความทนทาน: ความสามารถในการใช้งานซ้ำและทนต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงได้

สรุปและจุดเด่นเทคโนโลยี

งานวิจัยนี้มุ่งเป้าไปที่การทลายขีดจำกัดเดิมของวัสดุโครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ (MOFs) จากงานวิจัยบนหิ้งสู่การใช้งานจริงในภาคอุตสาหกรรม เพื่อเป็นกุญแจสำคัญในการยกระดับมาตรฐานคุณภาพอากาศและนวัตกรรมการจัดการแก๊สแห่งอนาคต โดยมีความโดดเด่นของเทคโนโลยี ดังนี้ 

• นวัตกรรมการอัดรีดประสิทธิภาพสูง: พัฒนากระบวนการขึ้นรูปด้วยเทคนิค Extrusion ที่ให้วัสดุมีความหนาแน่นสูง
  แต่ยังคงรักษาคุณสมบัติการดักจับแก๊สไว้อย่างดีเยี่ยม โดยมีต้นทุนการผลิตต่ำและมีความพร้อมในการขยายกำลังการผลิตสู่ระดับอุตสาหกรรม ซึ่งปัจจุบันสามารถผลิตได้จริงในระดับ Pilot scale ที่กำลังการผลิตสูงถึง 20 กิโลกรัมต่อวัน 
• ความทนทานและเสถียรภาพ: มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ทนทานต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นความชื้น น้ำ หรือการสัมผัสกับตัวทำละลายอินทรีย์ จึงช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีนัยสำคัญ 
• รูปทรงที่ตอบโจทย์ทุกการใช้งาน: สามารถออกแบบและขึ้นรูปให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1.5 – 3 มิลลิเมตร โดยเลือกรูปทรงได้ตามความเหมาะสมของระบบวิศวกรรม เช่น Cylinder, Trilobe, Quadrilobe
• ความยืดหยุ่นในการประยุกต์ใช้งาน: กระบวนการขึ้นรูปมีความยืดหยุ่นสูง สามารถใช้ได้กับ MOF หลากหลายชนิด เพื่อดักจับแก๊สเป้าหมายที่แตกต่างกันตามโจทย์ของแต่ละแอปพลิเคชัน

สถานภาพสิทธิทรัพย์สินทางปัญญา

•  คำขออนุสิทธิบัตร เลขที่ 2403003210 วันที่ยื่นคำขอ 26 กันยายน 2567

สถานภาพของผลงานวิจัย

• ต้นแบบระดับห้องปฏิบัติการได้ถูกทดสอบในสภาวะจำลอง (TRL5)

ความร่วมมือที่เสาะหา

• การอนุญาตให้ใช้สิทธิในเทคโนโลยี (Technology Licensing) 
• พันธมิตรร่วมวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ (Co-R&D Partnership)

นักวิจัย

คุณบุญรัตน์ รุ่งทวีวรนิตย์
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

คุณณัฏฐิพร วณิชธนานนท์
โทรศัพท์สำนักงาน : 0 2564 7100 ต่อ 6650 
อีเมล : nuttiporn@nanotec.or.th
งานพัฒนาธุรกิจ (BDV)
ฝ่ายพัฒนาธุรกิจและบริการโครงสร้างพื้นฐาน (BDIS)
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC) สวทช.