แม้ไอออนแมงกานีส (Mn2+) เป็นแร่ธาตุที่มีความสำคัญต่อร่างกายเมื่อได้รับในปริมาณที่เหมาะสม แต่หากได้รับในปริมาณที่มากเกินไป อาจส่งผลเสียต่อการทำงานของไต และอาจทำให้เกิดโรคทางสมองในเด็กเล็ก รวมถึงส่งผลต่อสีและรสชาติของน้ำ นักวิจัยนาโนเทคจับมือเนคเทค (สวทช.) พัฒนา “แมงกานีสเซ็นส์ (Mn Sense)” ชุดตรวจไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในแหล่งน้ำอย่างง่าย และรวดเร็ว สามารถตรวจได้แม้ความเข้มข้นต่ำ ทดสอบการภาคสนามพบประสิทธิภาพเทียบเคียงของนำเข้าในราคาถูกกว่า 3 เท่า สามารถบอกผลการวัดได้ทั้งการดูสีด้วยตาเปล่าและใช้ร่วมกับเครื่องอ่านสี ซึ่งเหมาะกับการใช้งานในระดับภาคสนาม ผลักดันนวัตกรรมไทยทำใช้เองในประเทศ ตอบโจทย์โมเดลเศรษฐกิจ BCG
ดร.กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ หัวหน้าทีมพัฒนาสูตรน้ำยาตรวจวัดไอออนแมงกานีสจากทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า “ผลงานวิจัยเรื่อง แมงกานีสเซ็นส์ : ชุดตรวจแมงกานีสและเครื่องอ่านดูโออาย เป็นการทำงานร่วมกันของนาโนเทคและศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค)โดยนาโนเทคได้พัฒนาน้ำยาตรวจวัดสูตรเฉพาะที่สามารถตรวจวัดไอออนแมงกานีสได้อย่างแม่นยำและจำเพาะ ในขณะที่เนคเทคช่วยพัฒนาเครื่องอ่านสีอัจฉริยะดูโออาย (DuoEye Reader) ที่สามารถระบุตำแหน่ง ส่ง วิเคราะห์ ประมวลผล และแสดงผลข้อมูลแบบออนไลน์ได้ซึ่งผลงานนี้ได้รับรางวัลเหรียญเงิน จากการประกวดในเวทีระดับนานาชาติ The International Trade Fair–Ideas,Inventions and New Products” (iENA2022) ณ เมืองนูเรมเบิร์ก สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี
งานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของ “โครงการวิจัยขนาดใหญ่ด้านการประเมินความปลอดภัยเคมีในน้ำประปา” ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) โดยมีการประปาส่วนภูมิภาค (กปภ.) ให้ความอนุเคราะห์สถานที่ในการทดสอบประสิทธิภาพในระดับภาคสนาม ด้วยเล็งเห็นถึงความสำคัญในการตรวจติดตามปริมาณแมงกานีส ซึ่งจะส่วนช่วยยกระดับมาตรฐานการบริหารจัดการและควบคุมคุณภาพการผลิตน้ำประปาของประเทศได้ โดยปริมาณของไอออนแมงกานีสตามมาตรฐานคุณภาพน้ำประปา การประปาส่วนภูมิภาค ต้องมีไม่เกิน 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร
“ปัจจุบันหน่วยงานรัฐบาล เช่น กปภ. มีการใช้งานชุดตรวจไอออนแมงกานีสเพื่อควบคุมคุณภาพน้ำประปาบริการประชาชน ทำให้ต้องมีการใช้งานชุดตรวจจำนวนมาก กปภ. เล็งเห็นถึงปัญหาดังกล่าว จึงต้องการมีส่วนร่วมในการผลักดันให้ชุดตรวจไอออนแมงกานีสที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้น ถูกนำมาใช้งานภายในประเทศเพื่อลดการนำเข้า โดยจับมือกับนาโนเทค-เนคเทค สวทช. ร่วมสนับสนุนการพัฒนาต่อยอดผลงาน แมงกานีสเซ็นส์ (Mn Sense) : ชุดตรวจแมงกานีสและเครื่องอ่านดูโออาย” ดร.กันตพัฒน์กล่าว
ชุดตรวจไอออนแมงกานีส หรือแมงกานีสเซ็นต์ อาศัยหลักการพัฒนาเซ็นเซอร์ระดับโมเลกุล ให้มีความเหมาะสมและจำเพาะเจาะจงในการจับกับไอออนแมงกานีสในน้ำ โดยเมื่อโมเลกุลดังกล่าวจับกับไอออนแมงกานีส จะเกิดการเปลี่ยนสีจากสารละลายใสไม่มีสี เป็นสารละลายสีส้มน้ำตาล ซึ่งแปรผันตรงกับปริมาณของไอออนแมงกานีสปนเปื้อนในน้ำ อย่างไรก็ตาม การสังเกตสีที่เปลี่ยนแปลงไปด้วยตาเปล่าอาจทำได้ยาก ในแง่ของความแม่นยำและบอกผลเป็นตัวเลข จึงต้องใช้ร่วมกับเครื่องอ่านสีขนาดพกพา (DuoEye reader) ซึ่งพัฒนาร่วมกับทีมวิจัยเนคเทค ที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา เหมาะกับการพกพา และสามารถส่งข้อมูลการตรวจวัดเข้าระบบจัดเก็บข้อมูล (Cloud) ผ่านสัญญาณเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบไร้สาย (Wi-Fi) สามารถนำไปใช้ในระดับภาคสนามได้เป็นอย่างดี
ปัจจุบัน ชุดตรวจแมงกานีสเซ็นต์ถูกนำไปทดสอบประสิทธิภาพในระดับภาคสนาม ณ สถานีผลิตน้ำศรีราชา (หนองค้อ) การประปาส่วนภูมิภาค สาขาศรีราชา จังหวัดชลบุรี รวมถึง สถานีผลิตน้ำการประปาส่วนภูมิภาคสาขาหาดใหญ่ (ชั้นพิเศษ) อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา และยังมีแผนที่จะนำไปทดสอบระดับภาคสนาม ณ สถานีผลิตน้ำ สาขาอื่น ของการประปาส่วนภูมิภาคต่อไป
“แมงกานีสเซ็นต์มีจุดเด่นที่เหมาะสำหรับการใช้งานแบบภาคสนาม ด้วยใช้งานง่ายภายใน 4 ขั้นตอน และตรวจวัดอย่างรวดเร็วภายใน 1 นาที รวมถึงสามารถตรวจวัดได้ทั้งในเชิงกึ่งคุณภาพ (Semi-qualitative analysis) ผ่านการสังเกตการเปลี่ยนสีของสารละลายหรืออ่านความเข้มข้นผ่านแถบสีมาตรฐาน และตรวจวัดในเชิงปริมาณ (Quantitative analysis) ผ่านเครื่องอ่านสีดูโออายที่สำคัญ ยังมีต้นทุนที่ถูกกว่าของนำเข้าถึง 3 เท่า” ดร.กันตพัฒน์ฯ กล่าว
จุดเด่นทั้งเรื่องประสิทธิภาพและต้นทุนนวัตกรรมของแมงกานีสเซ็นต์ สร้างโอกาสในการนำไปใช้ประโยชน์ทดแทนของนำเข้าจากต่างประเทศได้ โดยนอกเหนือจากกปภ. ซึ่งเป็นผู้ใช้งานแล้ว ผู้ผลิตน้ำอุโภคบริโภคในระดับอื่นๆ เช่น ชุมชน หมู่บ้าน หน่วยงานปกครองส่วนท้องถิ่น รวมถึงหน่วยงานรัฐบาลที่เกี่ยวข้องกับการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำของประเทศ ยังสามารถนำไปใช้ได้รวมถึงตอบโจทย์ทางด้านสุขภาพและการแพทย์ของโมเดลเศรษฐกิจ BCG ที่จะลดการนำเข้า และให้ความสำคัญกับนโยบายป้องกันการเกิดปัญหาสุขภาพด้านการแพทย์ (Preventive Medicine) อีกด้วย
สุรเชษฐ ศิลานนท์ รายงาน
