การศึกษาและพัฒนา N-GQDs เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในหลังคาป้องกันแสงยูวีและควบคุมอุณหภูมิสำหรับโรงเรือนอบแผ่นยางต้นแบบด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
สิริยา เมฆทวีพงศ์, วัลลภา ภัทรพุทธิกุล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ขุนทอง คล้ายทอง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การแปรรูปน้ำยางพาราให้เป็นยางแผ่นนั้นถือเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถใช้ในการแก้ไขปัญหาเรื่องของราคายางพาราตกต่ำได้ โดยการทำโรงอบแผ่นยางพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีการนำพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์มาใช้ในการให้ความร้อน ซึ่งถือได้ว่าเป็นพลังงานสะอาดทางเลือกหนึ่งที่ไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมและมีทดแทนได้อย่างไม่จำกัด แต่โรงอบที่มีอยู่นั้นมักพบปัญหาการเกิดแผ่นยางเหนียวและมีสีคล้ำเนื่องจากถูกรังสียูวี (UV) รวมถึงวันที่ฝนตกหรืออากาศชื้นส่งผลให้แผ่นยางแห้งยากเนื่องจากมีอุณหภูมิไม่เพียงพอ ซึ่งทำให้เกิดข้อเสียเปรียบในการขาย คณะผู้จัดทำจึงได้ทำการพัฒนาหลังคาของโรงอบแผ่นยางโดยการใช้ N-GQDs ซึ่งถือได้ว่าเป็นอนุภาคที่มีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตต่ำและมีคุณสมบัติเป็นสารเรืองแสง โดยเริ่มจากการสังเคราะห์อนุภาค N-GQDs โดยการใช้วิธี Hydrothermal ได้แก่ T2 T4 และ วิธี Solvothermal ที่ใช้กรดซัลฟูริกเป็นตัวทำละลาย ได้แก่ TS4 TS6 TS8 พบว่า T4 นั้นมีช่วงในการดูดกลืนแสงกว้างกว่า T2 ในช่วงแสงยูวี กล่าวคือ T4 ดูดกลืนได้ในช่วงของ UVA UVB และ UVC แต่ T2 นั้นสามารถดูดกลืนได้เพียงช่วงชอง UVA และ UVC และในกระบวนการ Solvothermal พบว่าทั้ง TS4, TS6 และ TS8 มีการดูดกลืนแสงมากที่สุดในช่วง UVC จากนั้นนำไปวัดค่าการปลดปล่อย พบว่า T4 มีค่า FL สูงกว่า T2 เมื่อเปรียบเทียบที่ถูกกระตุ้นด้วยความยาวคลื่น 300 nm ซึ่งให้ค่า FL สูงที่สุด ในส่วนของ TS4, TS6 และ TS8 จะมีการเปล่งแสงไปถึงในช่วงของ Near-infrared ทั้ง 3 ชุดการทดลอง แต่ TS6 จะมีค่า FL ที่สูงที่สุด โดย TS4 และ TS8 ลดลงตามลำดับ ภายหลังจากการขึ้นรูป T4 และ TS6 เป็นแผ่นหลังคาโดยการใช้ PVA จึงนำมาทดสอบโดยใช้มาตรฐาน ASTM D882 พบว่าหลังคา P-UV มีค่าความยืดหยุ่นมากกว่าหลังคา P-IR ในส่วนของความเค้นและความเครียดทั้ง P-IR และ P-UV มีลักษณะกราฟที่คล้ายกัน เมื่อนำไปติดตั้งและทดสอบการใช้งานจริงเป็นเวลา 7 วันพบว่าอุณหภูมิภายในโรงเรือนมีค่าสูงกว่าอุณหภูมิภายนอกโรงเรือน โดยที่มีอุณหภูมิเฉลี่ยที่ต่างกันของภายในและภายนอกโรงอบในช่วง 12:00 น. จะมีค่าสูงสุดและ 16:00 น. 08:00 น. ลดลงตามลำดับ ซึ่งค่าสูงสุดเมื่อดูจากอุณหภูมิเฉลี่ยภายในโรงเรือนมีแนวโน้มเฉลี่ยประมาณ 45oC ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เพียงพอต่อการอบแผ่นยางให้แห้งซึ่งแสดงให้เห็นว่าหลังคาจาก N-GQDs นั้นมีประสิทธิภาพในการอบแผ่นยางซึ่งถือได้ว่าเป็นการเพิ่มคุณภาพของแผ่นยาง รวมถึงเพิ่มรายได้ของเกษตรกรชาวสวนยาง จึงนับเป็นการยกระดับเศรษฐกิจของประเทศไทยได้อีกด้วย