การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาสารเคลือบป้องกันการเกาะติดของสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กในสภาพแวดล้อมทางทะเล โดยเน้นความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญในปัจจุบัน เนื่องจากสารเคลือบป้องกันเพรียงแบบเดิมๆ มักมีส่วนผสมของสารไบโอไซด์ที่มีพิษต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจึงเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนและจำเป็นอย่างยิ่ง งานวิจัยนี้แบ่งการพัฒนาสารเคลือบออกเป็นสองระบบหลัก คือ ระบบที่ใช้สารไบโอไซด์ที่มีความเป็นพิษต่ำผสมกับตัวเร่งปฏิกิริยาทางแสง (PSSAmC16/TiO2-WO3 based coating) และระบบที่อาศัยหลักการความไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) โดยใช้สารประกอบซิลิโคนผสมอนุภาคซิลิกา (PDMS และ SiO2)
การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทางแสงเช่น TiO2-WO3 เป็นแนวทางที่น่าสนใจ เพราะแสงแดดสามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตได้ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของวิธีนี้อาจขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความเข้มแสงแดด ความคงทนของสารเคลือบ และการกระจายตัวของอนุภาคโลหะออกไซด์บนพื้นผิว การศึกษาเงื่อนไขที่เหมาะสมในการผลิตสารเคลือบจึงมีความสำคัญอย่างมาก การควบคุมสัดส่วนของสารไบโอไซด์และโลหะออกไซด์ให้เหมาะสม (พบว่า 5-10% โดยน้ำหนัก TiO2-WO3 ให้ผลดีที่สุด) เป็นการแสดงให้เห็นถึงความละเอียดอ่อนของกระบวนการพัฒนา และแสดงถึงความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการทำงานของสารเคลือบ
ในส่วนของระบบที่ใช้หลักการความไม่ชอบน้ำ การเลือกใช้ PDMS ร่วมกับอนุภาคซิลิกา ก็เป็นอีกแนวทางที่น่าสนใจ อนุภาคซิลิกาที่มีขนาดเล็กกว่า 20 ไมโครเมตร ในสัดส่วนที่เหมาะสม (ซิลิโคนต่อซิลิกา = 10/2.5 โดยน้ำหนัก) สามารถสร้างพื้นผิวที่ไม่ให้สิ่งสกปรกทางชีวภาพเกาะติดได้ดี การเลือกใช้ขนาดอนุภาคและสัดส่วนของสารประกอบอย่างเหมาะสม สะท้อนถึงความเข้าใจในกลไกการทำงานของสารเคลือบ และการออกแบบสูตรสารเคลือบที่คำนึงถึงประสิทธิภาพและความคุ้มค่า
การทดสอบทั้งในห้องปฏิบัติการและสภาวะจริง เป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการประเมินประสิทธิภาพของสารเคลือบ การเปรียบเทียบผลการทดสอบกับสีกันเพรียงที่มีการจัดจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ ช่วยให้สามารถประเมินศักยภาพของสารเคลือบที่พัฒนาขึ้นได้อย่างเป็นรูปธรรม และเป็นข้อมูลสำคัญในการพัฒนาต่อยอดในอนาคต อย่างไรก็ตาม ควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความทนทานของสารเคลือบต่อสภาพแวดล้อมทางทะเลในระยะยาว เช่น การกัดกร่อน การเสื่อมสภาพจากแสงแดด และการเปลี่ยนแปลงของสมบัติทางเคมีและกายภาพ รวมถึงการศึกษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาวของสารเคลือบทั้งสองระบบอย่างละเอียด เพื่อให้มั่นใจได้ว่าสารเคลือบที่พัฒนาขึ้นมีความปลอดภัยและยั่งยืนอย่างแท้จริง
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมการต่อเรือ อุตสาหกรรมขนส่งทางทะเล และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเหล็กใต้น้ำ เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ อุตสาหกรรมพลังงานทางทะเล (เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานคลื่น โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง) เหตุผลหลักมาจากความต้องการสารเคลือบป้องกันการเกาะติดของสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนโครงสร้างเหล็กที่ใช้งานในทะเล ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และอายุการใช้งานของโครงสร้างเหล็กเหล่านี้ การใช้สารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยังสอดคล้องกับนโยบายการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมของหลายประเทศ ทำให้มีโอกาสในการนำงานวิจัยนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้สูง
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับผู้เชี่ยวชาญหลายสาขา รวมถึง นักวิทยาศาสตร์วัสดุ วิศวกรเคมี นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ทางทะเล และวิศวกรโยธาทางทะเล ผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้สามารถนำความรู้ความเชี่ยวชาญมาใช้ในการพัฒนา ทดสอบ และประยุกต์ใช้สารเคลือบที่พัฒนาขึ้น นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังเหมาะกับนักวิจัยที่สนใจด้านเคมีพอลิเมอร์ นาโนเทคโนโลยี และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ การวิเคราะห์ และการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสารเคลือบ อาชีพที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมคุณภาพ การตรวจสอบ และการบำรุงรักษาโครงสร้างเหล็กใต้น้ำก็สามารถนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปใช้ประโยชน์ได้เช่นกัน
| รหัสโครงการ : | 142165 |
| หัวหน้าโครงการ : | ผศ.ดร. นุชธนา พูลทอง |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | พัฒนาสารเคลือบที่มีส่วนผสมของไบโอไซด์ที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำและสารเคลือบที่ไม่มีส่วนผสมของ ไบโอไซด์เพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพซึ่งรวมถึงเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล ศึกษาเงื่อนไขที่เหมาะสมในการผลิตสารเคลือบพอลิเมอร์ไบโอไซด์ร่วมกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทางแสง (PSSAmC16/TiO2-WO3 based coating) ศึกษาเงื่อนไขที่เหมาะสมในการผลิตสารเคลือบผสมระหว่าง PDMS และอนุภาค SiO2 ศึกษาประสิทธิภาพการนำสารเคลือบไปใช้ในการป้องกันการยึดเกาะของสิ่งสกปรกทางชีวภาพในห้องทดลองและสภาวะจริง เพื่อให้พร้อมต่อการนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ต่อไปในอนาคต |
ผศ.ดร. นุชธนา พูลทอง. (2563). การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี, สมุทรปราการ.
ผศ.ดร. นุชธนา พูลทอง. 2563. "การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี, สมุทรปราการ.
ผศ.ดร. นุชธนา พูลทอง. "การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, 2563. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี, สมุทรปราการ.
ผศ.ดร. นุชธนา พูลทอง. การพัฒนาสารเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้ป้องกันสิ่งสกปรกทางชีวภาพและเพรียงบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้งานทางทะเล. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี; 2563. กรุงเทพมหานคร, ชลบุรี, สมุทรปราการ.