ต้นแบบนวัตกรรมเครื่องตรวจวัดปริมาณสารอัตโนมัติแบบ 2 in 1 เพื่อประยุกต์ใช้ในเชิงเกษตรกรรมและสิ่งแวดล้อม

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชัญญา จิรภาวสุทธิ์, มัทธิว เหมะ, ชนกนนท์ กองกันทะ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

เกียรติภูมิ รอดพันธ์, ชาคริต สมานรักษ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

คณะผู้พัฒนาได้พัฒนาต้นแบบนวัตกรรมการตรวจสารสองชนิดแบบ 2 in 1 โดยใช้หลักการ Colorimetric Analysis หรือการวิเคราะห์เชิงสีโดยใช้การส่องแสงตามความยาวในช่วงคลื่นนั้น ๆ ผ่านคิวเวตด้วย RGB Sensor ในการแปรผลค่าการดูดกลืนของแสง (Absorbance) และวิเคราะห์หาความเข้มข้นของสารด้วย ESP32 โดยสารต้นแบบในการตรวจสอบ คือ ไนเตรต (NO3-) และฟอสเฟต (PO43-) เนื่องด้วยสาร 2 ชนิดนี้เป็นตัวแปรสำคัญในการรักษาสมดุลธรรมชาติโดยถ้าพบมากเกินไปอาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่ทำลายธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม เช่น Eutrophication โดยคณะผู้พัฒนาใช้ปฏิกิริยา Griess Reaction ในการทดสอบเชิงสีของไนเตรตและใช้ปฏิกิริยา Molybdenum Blue Reaction ในการทดสอบเชิงสีของฟอสเฟต พบว่าค่าความยาวคลื่นที่ถูกดูดกลืนสูงสุด (λmax) คือ 390.6 nm และ 830.8 nm ตามลำดับเมื่อสร้าง Standard Curve ที่ช่วงความยาวคลื่นนั้น ๆ พบว่ามีค่า R-square มากกว่า 0.99 ทั้งสองปฏิกิริยา จากนั้นเราได้เลือก LED ที่มีความยาวใกล้เคียงมาใช้ในการตรวจสอบโดยใช้ LED สีน้ำเงิน (ความยาวคลื่น 460 nm) และสีแดง (ความยาวคลื่น 620 nm) เพื่อใช้วัดการดูดกลืนของแสง ด้วย RGB Sensor ของไนเตรตและฟอสเฟตตามลำดับ คณะผู้พัฒนาได้ศึกษาความสัมพันธ์ของค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นหลอดไฟ LED ของทั้งสองปฏิกิริยาพบว่า มีค่า R-square มากกว่า 0.99 ทั้งสองปฏิกิริยาแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ในเชิงเดียวกันกับช่วงค่าความยาวคลื่นที่ถูกดูดกลืนสูงสุด (λmax) สุดท้ายคณะผู้พัฒนาได้ทดสอบความคลาดเคลื่อนของนวัตกรรมในการวัดค่าการดูดกลืนของแสงของทั้งสองปฏิกิริยา เมื่อเทียบกับ Spectrophotometer พบว่านวัตกรรมของเรามีความแม่นยำโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 95% ในราคาที่ถูกกว่าเครื่อง Spectrophotometer ตามท้องตลาดถึง 95% เช่นกัน ต้นแบบนวัตกรรมของเราสามารถนำไปประยุกต์ได้ในหลายภาคส่วนไม่เพียงแค่ภาคเกษตรกรรมและสิ่งแวดล้อมแต่อาจโยงไปถึงวงการแพทย์และภาคอุตสาหกรรม