การสังเคราะห์นาโนคาร์บอนดอตจากกากน้ำตาล

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

วิทวัส แก้วคำแดง, ณัฐวลัญช์ เชยบาน

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ทองเพียร สิงห์ชัย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในการผลิตสุราและแอลกอฮอล์ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม วัตถุดิบที่นิยมใช้ในการผลิตคือ กากน้ำตาล (Molasses) ซึ่งเป็นของเหลวสุดท้ายที่ได้จากกระบวนการผลิตน้ำตาลทรายมาบริโภค กากน้ำตาลไม่สามารถนำกลับมาใช้ในอุตสาหกรรมอีก แต่จะนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการหมัก เพราะเป็นแหล่งคาร์บอนราคาถูก (กล้าณรงค์ ศรีรอต, 2544) กากน้ำตาลมีลักษณะข้นเหนียวสีน้ำตาลปนดำ ประกอบด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ เช่น เหล็ก วิตามิน แคลเซียมและโพแทสเซียม เป็นต้น (Bungay, 2004) ประโยชน์ที่ได้จากกากน้ำตาลมีมากมาย เช่น ใช้เป็นอาหารสัตว์ ใช้ทำปุ๋ย ใช้ในการผลิตแอลกอฮอล์ ยีสต์ และไลซีน เป็นต้น นอกจากนี้กากน้ำตาลยังมีอยู่หลายชนิด เช่น Fancy Molasses, Lite Malasses, Blackstrap Molasses แต่ที่นิยมใช้กันมากคือ Blackstrap Molasses ซึ่งเป็นกากน้ำตาลสุดท้ายที่ได้จากการผลิตน้ำตาทรายขาว (White Sugar) จะมีความเข้มข้นน้ำตาลทั้งหมด (Total Sugar) ประมาณร้อยละ 50-60 (Paturau, 1992)

จากการศึกษาของผู้จัดทำ ทำให้เกิดองค์ความรู้ในเรื่องของนาโนเทคโนโลยีว่าเป็นกระแสใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21 ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้าง สังเคราะห์ ควบคุมและใช้ประโยชน์จากวัสดุหรือโครงสร้างที่มีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตรด้วยการพัฒนาความก้าวหน้าทางด้านนาโนเทคโนโลยีทำให้เราทราบมากขึ้นว่า เมื่อวัตถุต่าง ๆ มีโครงสร้างเล็กในระดับนาโนเมตรแล้วนั้นจะส่งผลให้วัตถุนั้นมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างออกไปจากเดิม เกิดเป็นคุณสมบัติพิเศษที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้

ทำให้ตลาดของนวัตกรรมนาโนในปัจจุบันนี้มีอัตราการเจริญเติบโตสูงและกำลังอยู่ในความสนใจของทุก ๆ คนอย่างมาก โครงสร้างนาโนแต่ละชนิดต่างก็มีคุณสมบัติเฉพาะที่ให้ความพิเศษที่แตกต่างกันและจากการศึกษางานวิจัยเกี่ยวกับการสังเคราะห์นาโนคาร์บอนดอต (C-dots) จากสารที่มีองค์ประกอบของคาร์บอน เช่น พอลิเมอร์ คาร์โบไฮเดรต และไฟเบอร์ เป็นต้น คาร์บอนดอต (C-dots) ที่สังเคราะห์ได้จะมีคุณสมบัติในการเปล่งแสง (Photoluminescence; PL) ให้สัญญาณในการเกิดสีที่หลากหลาย สำหรับใช้กับงานด้านการตรวจลายนิ้วมือแฝง ด้านพิสูจน์หลักฐาน ด้วยเหตุนี้ทำให้ผู้จัดทำ มีความสนใจที่จะทำการสังเคราะห์นาโนคาร์บอนดอต จากสารที่มีองค์ประกอบของคาร์บอน ดังเช่น “กากน้ำตาล” ซึ่งหาได้ง่าย ราคาถูก ไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงเป็นการใช้ประโยชน์ของกากน้ำตาลในอีกรูปแบบหนึ่ง