การสังเคราะห์และตรวจสอบคุณสมบัติของเซนเซอร์ทางเคมีติดบนอนุภาคนาโนแม่เหล็กเพื่อการตรวจจับโลหะหนักในน้ำเสีย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
แพรสุนันท์ จันทร์พานิช, พิมพ์ฟ้า คำกาหลง
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์, กนกอร เวชกรณ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การปนเปื้อนของโลหะหนักเป็นสาเหตุหลักหนึ่งของการเกิดปัญหามลภาวะทางน้ำ ได้แก่ การปนเปื้อนโลหะทองแดง (Cu) ปรอท (Hg) หรือตะกั่ว (Pb) เป็นต้น ซึ่งจะลดอัตราการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในน้ำและเป็นสาเหตุของโรคร้ายแรง เช่น cerebral ischemia, amyotropic lateral sclerosis(ALS), Parkinson’s disease ฯลฯ ดังนั้นการตรวจสอบคุณภาพน้ำและการบำบัดน้ำที่ใช้แล้วก่อนปล่อยคืนสู่แหล่งน้ำธรรมชาติจึงเป็นกระบวนการที่สำคัญ งานวิจัยนี้จึงพัฒนาสารตรวจจับเรืองแสงที่ติดบนอนุภาคนาโนแม่เหล็ก โดยจะสังเคราะห์สารตรวจจับและอนุภาคนาโนแม่เหล็ก ตรวจสอบคุณสมบัติทางสเปกโตสโครปี ได้แก่ ความไว (sensitivity) ความจำเพาะเจาะจง (selectivity) และค่าต่ำสุดที่ตรวจจับได้ (limit of detection) และนำไปใช้ตรวจจับโลหะหนัก กระบวนการตรวจจับโลหะหนักจะอาศัยหลักการเปิดและปิดวง Spirolactam ของ Rhodamine B โดยโลหะหนักจะเหนี่ยวนำให้วง Spirolactam เปิดทำให้สารละลายเปลี่ยนสีจากใสไม่มีสีเป็นสีชมพูและเรืองแสงเมื่อถูกกระตุ้นด้วยความยาวคลื่นที่เหมาะสม ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยตาเปล่าได้อย่างชัดเจน สารตรวจจับถูกสังเคราะห์ติดบนอนุนาคนาโนแม่เหล็กเนื่องจากคุณสมบัติเด่นของอนุภาคนาโนแม่เหล็ก คือทำให้สารตรวจจับมีความเสถียรมากขึ้น ความสามารถในการตรวจจับดีขึ้น (sensitivity) มีความจำเพาะเจาะจงต่อโลหะหนัก (selectivity) และสามารถแยกออกจากสารละลายได้ด้วยแม่เหล็กหลังการใช้งาน เพื่อนำมาติดกับเซนเซอร์ใหม่และนำกลับไปใช้งานอีกครั้ง นอกจากนี้สารตรวจจับที่ติดบนอนุภาคนาโนแม่เหล็กมีสถานะเป็นของแข็ง ทำให้มีอายุการใช้งานนานและพกพาได้สะดวก สามารถนำไปใช้ตรวจจับโลหะหนักในน้ำสำหรับภาคสนาม และอาจนำไปประยุกต์เป็นชุดตรวจจับโลหะหนักในน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมได้