มอเตอร์ขนาดจิ๋ว(Micromoter) กำจัดมลพิษจากคาร์บอนไดออกไซด์ ป้องกันปรากฏการณ์เรือนกระจก
สักวันหนึ่ง อาจจะมีอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมมนุษย์นี้ อาจจะสามารถช่วยกำจัดมลพิษจากคาร์บอนไดออกไซด์ในมหาสมุทรก็เป็นไปได้ นั้นก็คือ มอเตอร์จิ๋ว วิศวกรนาโน จากมหาวิทยาลัย University of Californiaได้ประดิษฐ์มอเตอร์จิ๋ว(Micromoter)ทรงกระบอกขนาดเล็ก โดยมันสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วในน้ำ เพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผิวของมอเตอร์จิ๋วนี้ได้ถูกดัดแปลงด้วยเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส (enzyme carbonic anhydrase) ซึ่งช่วยทำให้มอเตอร์เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ไปเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างรวดเร็ว
คณะวิจัยวิศวกรนาโนจากมหาวิทยาลัย University of California ในเมืองซานดิเอโก ได้ออกแบบมอเตอร์ขนาดไมครอน (ขนาด 1 มิลลิเมตร = 1,000 ไมครอน ที่สามารถวัดได้จากเครื่องมือวัด ไมโครมิเตอร์ (Micrometer)) ที่ดัดแปลงพื้นผิวด้วยเอนไซม์ ซึ่งสามารถเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วภายในน้ำ มอเตอร์ขนาดจิ๋วนี้สามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์และเปลี่ยนมันให้อยู่ในสถานะของแข็งที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่อได้
คณะวิจัยจากมหาวิทยาลัย University of California ได้กล่าวว่า “งานวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบได้แสดงให้เห็นถึงหนทางที่เป็นไปได้ที่จะลดการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นแก๊สหลักที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก” คณะวิจัยนี้นำโดย ศาสตราภิชานทางด้านวิศวกรรมนาโนเทคโนโลยี ศ. Joseph Wang ซึ่งได้ตีพิมพ์ผลงานเมื่อเดือนกันยายนที่ผ่านมาในวารสาร Angewandte Chemie
ในงานวิจัยของพวกเรา วิศวกรนาโนได้สาธิตให้เห็นว่า มอเตอร์ขนาดจิ๋ว(Micromoter)สามารถกำจัดคาร์บอนที่ปนเปื้อนในน้ำได้อย่างรวดเร็วภายในระยะเวลา 5 นาที จากสารละลายที่อิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์มอเตอร์ขนาดจิ๋วสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์จากสารละลายในน้ำที่ถูกขจัดไอออนได้ถึง 90% และมันยังสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้อยู่ในน้ำทะเล โดยสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึง 88% ภายในระยะเวลาที่เท่ากัน
Kevin Kaufmann ผู้ช่วยนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการของ Wang และเป็นผู้เขียนร่วมในงานวิจัยนี้ด้วยได้กล่าวว่า “ในอนาคตมันมีความเป็นไปได้สูงที่เราจะใช้มอเตอร์นี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบบำบัดน้ำเสียเหมือนกับโรงงานกำจัดคาร์บอนในน้ำ” และ Virenda V. Singh นักวิจัยวิศวกรนาโนปริญญาเอก จากกลุ่มวิจัยของ ศ. Wang และเป็นผู้เขียนร่วมของงานวิจัยนี้ได้กล่าวว่า “พวกเราตื่นเต้นกับความเป็นไปได้ในการนำมอเตอร์จิ๋วนี้ไปใช้ต่อสู้กับความเป็นกรดของน้ำในมหาสมุทรและภาวะโลกร้อนได้”
มอเตอร์ขนาดไมครอนนี้ (ดูว่าเล็กขนาดไหนน ลองเทียบขนาดดีว่า 1 มิลลิเมตร = 1,000 ไมครอน ที่สามารถวัดได้จากเครื่องมือวัด ไมโครมิเตอร์ (Micrometer)) เป็นทรงกระบอกยาว 6 ไมโครเมตร ซึ่งช่วยเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ไปเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งเป็นแร่ธาตุของแข็งที่พบได้ในเปลือกไข่ กระดองสัตว์ เปลือกที่ห่อหุ้มตัวสัตว์น้ำอาหารเสริมแคลเซียมหลายชนิด และซีเมนต์
มอเตอร์จิ๋ว(Micromoter)นี้จะมีพอลิเมอร์หุ้มอยู่ที่ชั้นนอกสุด ซึ่งได้บรรจุเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส ที่จะช่วยเร่งปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเพื่อก่อตัวเป็นไบคาร์บอเนต และเมื่อเติมแคลเซียมคลอไรด์ลงในน้ำที่มีสารละลายอยู่ มันจะช่วยเปลี่ยนไบคาร์บอเนตให้เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต คณะวิจัยได้กล่าวอีกว่า “การเคลื่อนที่ที่รวดเร็วและต่อเนื่องในสารละลายของมอเตอร์จิ๋วนี้ทำให้มอเตอร์มีประสิทธิภาพในการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์จากน้ำได้อย่างยอดเยี่ยม” คณะวิจัยได้อธิบายว่า การเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติของมอเตอร์จิ๋วนี้ได้ไปเหนี่ยวนำการกวนผสมสารละลายให้เข้ากันอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งนำไปสู่การแลกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ได้เร็วขึ้น
แหล่งพลังงานของมอเตอร์จิ๋ว(Micromoter)นี้ได้จากการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงไป ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับผิวของแพลตินั่มที่อยู่ข้างในของมอเตอร์ และก่อให้เกิดก๊าซออกซิเจนขึ้นในที่สุด โดยลำของฟองก๊าซนี้จะผลักดันให้มอเตอร์เคลื่อนที่ไปรอบๆ โดยเพียงแค่ใส่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงในน้ำเพียงเล็กน้อย 2-4% มอเตอร์ก็จะมีความเร็วในการขับเคลื่อนเร็วกว่า 100 ไมโครเมตร/วินาที
อย่างไรก็ตามการใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เพื่อเป็นเชื้อเพลิงให้กับมอเตอร์จิ๋วถือเป็นข้อด้อย เพราะมันถือว่าเป็นการเติมสารเติมแต่งเพิ่มเข้าไป อีกทั้งการใช้แพลตินั่มที่มีราคาสูงในการสร้างมอเตอร์ขึ้นมา ในขั้นต่อไปคณะวิจัยกำลังวางแผนถึงการสร้างมอเตอร์จิ๋วสำหรับดักจับคาร์บอนที่ขับเคลื่อนโดยน้ำ Kaufmann ได้กล่าวว่า “ถ้ามอเตอร์จิ๋ว(Micromoter)สามารถใช้สภาพแวดล้อมมาเป็นเชื้อเพลิง มอเตอร์เหล่านี้ก็จะสามารถขยายระดับการผลิตได้มากขึ้น รวมไปถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและราคาไม่สูงจนเกินไปอีกด้วย”
Cr.ข่าว Vcharkarn.com
No comments:
Post a Comment