"กระดาษทนรังสีแกมมา" นวัตกรรมไทย ต่อยอดสู่ชุดอวกาศและเทคโนโลยีอนาคต
นักวิจัยไทยพัฒนากระดาษทนรังสีแกมมา ต่อยอดสู่เทคโนโลยีอวกาศ
กระดาษทั่วไปเมื่อได้รับรังสีแกมมามักเสื่อมสภาพและเปื่อยยุ่ย แต่ทีมนักวิจัยไทยได้พัฒนานวัตกรรมใหม่ “กระดาษทนรังสีแกมมา” ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตรวจวัดรังสี และยังมีศักยภาพในการต่อยอดพัฒนาไปสู่ ชุดอวกาศและยานอวกาศที่สามารถต้านทานรังสีในอวกาศได้
เนื่องจากกระดาษ ชุดอวกาศ และยานอวกาศ ล้วนเป็นวัสดุประเภท พอลิเมอร์ ที่สามารถปรับแต่งให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ การพัฒนานี้จึงอาจเป็นก้าวสำคัญสู่เทคโนโลยีการป้องกันรังสีในระดับอุตสาหกรรม
ความร่วมมือของนักวิจัยไทยในการพัฒนากระดาษต้านรังสีแกมมา
โครงการวิจัยนี้เป็นการร่วมมือระหว่างนักวิจัยจาก วิทยาลัยเทคโนโลยีและนวัตกรรมวัสดุ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง และอีกหลายหน่วยงาน ได้แก่
- สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน
- สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ
- มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
- มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
- มหาวิทยาลัยมหิดล
กระดาษที่ถูกพัฒนาให้ทนรังสีแกมมานี้ผ่านกระบวนการเคลือบด้วยวัสดุนาโนสองมิติที่เรียกว่า "วัสดุแผ่นบางไททาเนท" ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานรังสีโดยไม่ส่งผลต่อโครงสร้างหลักของกระดาษ
กระบวนการพัฒนา "กระดาษทนรังสีแกมมา"
นักวิจัยใช้ กระดาษกรองที่ทำจากเซลลูโลส ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ นำมาจุ่มเคลือบด้วยวัสดุแผ่นบางไททาเนทที่มีขนาด 0.6 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตร การเคลือบนี้สามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้อง โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนหรืออุณหภูมิสูง
ผลการทดสอบความทนทานต่อรังสี
จากการทดสอบพบว่า กระดาษที่เคลือบวัสดุนาโนสามารถทนรังสีแกมมาได้สูงสุดถึง 50 กิโลเกรย์ ซึ่งมากกว่ากระดาษทั่วไปที่ไม่ได้เคลือบวัสดุพิเศษนี้ โดยมีการตรวจสอบด้วยเทคนิคขั้นสูง เช่น
- X-ray Tomography Microscopy (XTM) – แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของเส้นใยเซลลูโลสไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากได้รับรังสี
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและแบบส่องผ่าน – ตรวจสอบการกระจายตัวของวัสดุแผ่นบางไททาเนทภายในเส้นใยกระดาษ
จากผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่า วัสดุใหม่นี้สามารถรักษาคุณสมบัติทางแสงและไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม อีกทั้งยังสามารถนำไปพัฒนาเป็น อุปกรณ์ตรวจวัดรังสีที่แม่นยำ ได้ในอนาคต
ศักยภาพของวัสดุนาโนสองมิติในการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ
วัสดุแผ่นบางไททาเนทที่ใช้เคลือบกระดาษ เป็นวัสดุนาโนสองมิติ ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษในการต้านทานรังสีและสามารถปรับแต่งองค์ประกอบได้ โดยวัสดุประเภทนี้มีความคล้ายคลึงกับ กราฟีน แต่สามารถดัดแปลงโครงสร้างเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานที่หลากหลายกว่า
ข้อดีของ วัสดุแผ่นบางไททาเนท ได้แก่
- สามารถเคลือบบนพื้นผิวกระดาษได้ง่าย และไม่ต้องใช้สภาวะที่รุนแรง
- มีโครงสร้างระดับนาโนที่สามารถปรับแต่งได้
- สามารถนำไปพัฒนาชุดอวกาศและยานอวกาศให้ทนรังสีได้
ความรู้นี้สามารถต่อยอดไปสู่ การพัฒนาวัสดุต้านรังสีสำหรับการสำรวจอวกาศ รวมถึงอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ต้องการวัสดุที่มีความทนทานสูง
การยอมรับในระดับสากล งานวิจัยตีพิมพ์ในวารสารชั้นนำ
งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติ Ceramics International ซึ่งอยู่ในฐานข้อมูล WOS และ Scopus โดยได้รับการจัดอันดับให้อยู่ใน Quartile 1 (เปอร์เซนไทล์ที่ 91.1) ในสาขา Materials Science, Ceramics และมีค่า Impact Factor เท่ากับ 5.2
ความสำคัญ: "กระดาษทนรังสีแกมมา" ก้าวสำคัญของนวัตกรรมไทย
การพัฒนา กระดาษทนรังสีแกมมา ถือเป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าของนักวิจัยไทย ที่ช่วยเปิดโอกาสให้กับ อุตสาหกรรมเทคโนโลยีอวกาศและวัสดุขั้นสูง นอกจากการใช้ในอุปกรณ์ตรวจวัดรังสีแล้ว องค์ความรู้นี้ยังสามารถนำไป ต่อยอดสู่การพัฒนาชุดอวกาศและยานอวกาศที่ทนทานต่อสภาวะรุนแรงในอวกาศ
ความสำเร็จครั้งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มศักยภาพของวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไทย แต่ยังช่วยยกระดับประเทศไทยในเวทีนานาชาติด้าน วัสดุศาสตร์และเทคโนโลยีอวกาศ
