ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา

ไมโครพลาสติกคือพลาสติกที่มีขนาดเล็กกว่า 5 มิลลิเมตร ส่วนใหญ่จะเกิดจากการย่อยสลายของขยะพลาสติกและปนเปื้อนลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ เมื่อสัตว์หรือมนุษย์บริโภคไมโครพลาสติกจะเกิดการสะสมในร่างกายและทำให้เกิดปัญหาสุขภาพในระยะยาว ดังนั้นจึงมีการตรวจวัดไมโครพลาสติกในแหล่งน้ำเพื่อประเมินชนิดและปริมาณของไมโครพลาสติกที่ถูกปลดปล่อยจากกิจกรรมในชีวิตประจำวัน รวมถึงเป็นข้อมูลพื้นฐานในการจัดการปัญหาการปนเปื้อนของขยะพลาสติกที่ลงสู่แหล่งน้ำ ปัจจุบันในประเทศไทยการศึกษาเรื่องไมโครพลาสติกยังมีข้อจำกัด คือวิธีวิเคราะห์หาไมโครพลาสติกยังคงต้องพึ่งพาเครื่องมือขนาดใหญ่ เช่น Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR) หรือ Micro-FTIR ที่มีราคาหลายล้านบาทและมีค่าวิเคราะห์ทดสอบสูงถึงหลักพันบาทต่อตัวอย่าง นอกจากนี้เครื่องมือเหล่านี้ยังต้องนำเข้าจากต่างประเทศและเหมาะสมกับการใช้งานในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงมุ่งพัฒนากรรมวิธีตรวจวัดไมโครพลาสติกแบบใหม่ที่มีต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย และสามารถพกพาไปใช้งานภาคสนามได้ เพิ่มโอกาสในการวิเคราะห์ไมโครพลาสติกในตัวอย่างน้ำจากแหล่งต่าง ๆ เพื่อเพิ่มคุณภาพชีวิตและสิ่งแวดล้อม เพิ่มการเฝ้าระวังเรื่องความปลอดภัยและคุณภาพน้ำทั้งก่อนและหลังการบำบัด ประยุกต์ใช้ได้ทั้งแหล่งน้ำจืด น้ำทะเล และน้ำกร่อย รวมไปถึงการนำข้อมูลไปแก้ปัญหาที่มาของขยะอย่างยั่งยืน

สรุปและจุดเด่นเทคโนโลยี

เครื่องตรวจวัดและระบุชนิดไมโครพลาสติกในแหล่งน้ำด้วย AI เป็นเครื่องมือที่ใช้เทคนิคการย้อมสีด้วยสีย้อมที่มีองค์ประกอบพิเศษเพื่อการตรวจวัดสัญญาณฟลูออเรสเซนต์และการประมวลผลด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาช่วยสร้างโมเดลสำหรับจำแนกชนิดไมโครพลาสติกให้ฝังอยู่ในคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กบนอุปกรณ์ตรวจวัดขนาดพกพาจะทำให้สามารถจำแนกชนิดของไมโครพลาสติกได้ว่าเป็นชนิดใดและใกล้เคียงกี่% ตามข้อมูลภาพถ่ายไมโครพลาสติกแต่ละชนิดที่ถูก train ไว้ ปัจจุบันสามารถตรวจวัดไมโครพลาสติกขนาดตั้งแต่ 100 ไมโครเมตรขึ้นไป จำนวน 4 ชนิด ได้แก่ PE, PET, PS และ PVC เครื่องมือมีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานภาคสนาม มีขนาดกะทัดรัด พกพาสะดวก และมีต้นทุนการตรวจวัดอยู่ในระดับที่เหมาะสม

จุดเด่นเทคโนโลยี

1. องค์ประกอบสีย้อมแบบใหม่ที่สามารถย้อมไมโครพลาสติกให้ติดได้มากขึ้นถึง 4 เท่า และจำแนกชนิดไมโครพลาสติกได้จากสีย้อมชนิดเดียว
2. สามารถระบุชนิดและปริมาณไมโครพลาสติกได้ เช่น PE PET PS และ PVC
3. ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ในการสรุปผลเพื่อเพิ่มความรวดเร็ว และลดความผิดพลาดในการวิเคราะห์ผล
4. ใช้เวลาในการประมวลผลเพียง 1 นาที
5. ขนาดสิ่งประดิษฐ์สามารถพกพาออกภาคสนามได้
6. ผลิตได้เองในประเทศ

สถานภาพสิทธิบัตรทรัพย์สินทางปัญญา

• คำขอสิทธิบัตร เลขที่คำขอ 2101005742 วันที่ยื่นคำขอ 21 กันยายน 2564

สถานภาพของผลงานวิจัย

• ต้นแบบระดับห้องปฏิบัติการได้ถูกทดสอบในสภาวะจำลอง (TRL5)

ความร่วมมือที่เสาะหา

• เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิและผู้ร่วมพัฒนาเพื่อนำเทคโนโลยีไปใช้ในการตรวจวัดการปนเปื้อนไมโครพลาสติกในน้ำ

รูปภาพผลงาน เครื่องตรวจวัดและระบุชนิดไมโครพลาสติกในแหล่งน้ำด้วย AI

นักวิจัย

ดร.จันทร์เพ็ญ ครุวรรณ์
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ทีมวิจัยกราฟีน (GRP)
กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและกระบวนการนาโน (HMNP)
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค)
โทรศัพท์ 02 564 7100 ต่อ 76857, 094 498 3648
E-mail: chanpen.kar@nanotec.or.th