บทความ : ทางเลือกและทางรอด...รู้สู้ภัยธรรมชาติ จากผลงานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ไทย

     วันนี้ผู้เขียนพามารู้จักผลงานของนักวิจัยไทย ที่คิดค้นขึ้นมาเพื่อรู้และสู้ภัยธรรมชาติ ซึ่งปรากฏเป็นข่าวให้รับทราบกันอยู่เสมอ ได้แก่ ถุงกระสอบ n-sack ข้าวทนน้ำท่วมฉับพลันที่มีระยะเวลาท่วมขังนาน ชุดวัดความเร็วและทิศทางของกระแสน้ำความละเอียดสูง ชุดวัดระดับน้ำความละเอียดสูง ชุดทดสอบไฟรั่วจุฬาฯ เพื่อผู้ประสบภัยน้ำท่วม การผลิตแบคทีเรียบีเอสชีววิถีเพื่อการควบคุมลูกน้ำยุงรำคาญอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งผลงานดังกล่าวได้นำมาจัดแสดงให้ชมใน งานประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อเยาวชนครั้งที่ 7 “คิด-เรียนรู้ อยู่กับธรรมชาติ” ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา กรุงเทพฯ ที่เพิ่งจัดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ โดยสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) และหน่วยงานร่วมจัดอื่นๆ

     ถุงกระสอบ n-sack ปัจจุบันการป้องกันน้ำท่วมโดยมากมักใช้ถุงทราย ในการสร้างป้อมปราการ ซึ่งต้องใช้แรงงานจำนวนมาก เสียพลังงานเชื้อเพลิงในการขนย้ายทรายจำนวนมหาศาล เสียเวลาในการบรรจุกระสอบ การมัดกระสอบ และการเรียงกระสอบ ให้สามารถรับแรงดันของน้ำได้ ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ นักวิจัยไทยจึงสามารถผลิตวัตถุดิบ ที่เรียกว่า n-sack ที่พัฒนาขึ้นมาเป็น “ถุงกระสอบ n-sack” ทดแทนการใช้ถุงทราย ซึ่งจะสามารถดูดซับน้ำได้มากถึง 100 เท่า ทำให้การใช้งานมีน้ำหนักเบา สามารถขนย้ายได้อย่างรวดเร็ว ประหยัดพลังงานเชื้อเพลิง และสามารถใช้งานได้ทันที โดยไม่ต้องเสียเวลาในการบรรจุกระสอบ

     ถุงกระสอบ n-sack เป็นส่วนหนึ่งของผลงานวิจัยของห้องปฏิบัติการโครงสร้างนาโนไฮบริด และนาโนคอมพอสิท ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยได้วิจัยและพัฒนาพอลิเมอร์ดูดซึมน้ำมากมาใช้ในการป้องกันน้ำท่วม สามารถดูดซึมน้ำได้ไม่น้อยกว่า 100 เท่า เมื่อเทียบกับน้ำหนักแห้งเริ่มต้น เช่น ถ้าใช้สารตั้งต้น 200 กรัม สามารถดูดซึมน้ำได้ 20 กิโลกรัม สามารถใช้งานซ้ำได้มากกว่าหนึ่งครั้ง โดยวัสดุที่ใช้สามารถแตกสลายด้วย รังสียูวี และกระสอบทรายที่ผลิตได้มีน้ำหนักเบากว่าถุงกระสอบที่ใช้ป้องกันในปัจจุบัน

     ข้าวทนน้ำท่วมฉับพลัน ที่มีระยะเวลาท่วมขังนาน หน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์จากยีนข้าว ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สวทช. ร่วมกับกรมการข้าว และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ พัฒนาพันธุ์ข้าวหอมชลสิทธิ์ทนน้ำท่วมฉับพลัน และไม่ไวต่อช่วงแสง โดยการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ข้าว IR57514 มีคุณสมบัติทนต่อน้ำท่วมฉับพลันกับสายพันธุ์ข้าวดอกมะลิ 105 โดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับยีนทนน้ำท่วมและคุณภาพการหุงต้มในการคัดเลือก ทำให้มีคุณลักษณะเด่น ได้แก่ มีกลิ่นหอม ไม่ไวต่อช่วงแสงปลูกได้มากกว่า 1 ครั้งต่อปี ทนอยู่ใต้น้ำได้นาน 2-3 สัปดาห์ และมีผลผลิตข้าวเปลือก 800 กิโลกรัมต่อไร่

     แต่ปัจจุบันสภาวะน้ำท่วมที่เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลงจากเดิม น้ำท่วมขังมีระยะเวลายาวนานมากกว่าหนึ่งเดือน และมีส่วนที่ลึกกว่าปกติ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นส่งผลกระทบโดยตรงต่อระดับความสามารถในการทนน้ำท่วมของพันธุ์ทนน้ำท่วมฉับพลัน ซึ่งเป็นพันธุ์ที่เกิดจากการพัฒนาปรับปรุงพันธุ์ (พันธุ์ข้าวหอมชลสิทธิ์) รวมถึงพันธ์ข้าวขึ้นน้ำและน้ำลึกที่มีในธรรมชาติ เช่น ตะเภาแก้ว นางฉลอง ปิ่นแก้ว 56 พรายงาม ปราจีนบุรี เล็บมือนาง111 กข 19 หันตรา 60 ปราจีนบุรี 1 ปราจีนบุรี 2 อยุธยา 1 และกข 17 สายพันธุ์ข้าวเหล่านี้ไม่สามารถทนน้ำท่วมฉับพลันที่มีระยะเวลาท่วมขังนาน และมีระดับน้ำสูงได้ ข้อจำกัดดังกล่าวส่งผลกระทบโดยตรงต่อการปลูกข้าว และผลผลิตของข้าวทั้งในและต่างประเทศ จึงได้เกิด “ทางออกใหม่ของการปรับปรุงพันธุ์ เป็นข้าวพันธุ์กลายทนน้ำท่วมฉับพลัน”

     ผลสำเร็จของงานวิจัย เรื่อง การก่อกลายพันธุ์ทั้งจีโนมด้วยรังสี พบว่ามีข้าวพันธุ์กลายที่มีความสามารถทนต่อสภาพน้ำท่วมขังฉับพลัน และมีเปอร์เซ็นต์การรอดชีวิตสูงและมีลักษณะการยืดของใบและกาบใบใต้น้ำอย่างรวดเร็ว แตกต่างจากข้าวทนน้ำท่วมฉับพลัน และข้าวขึ้นน้ำอย่างชัดเจน

     ชุดวัดความเร็วและทิศทางของกระแสน้ำ และชุดวัดระดับน้ำความละเอียดสูง ทั้งสองผลงานนี้พัฒนาโดยศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (TMEC) สวทช. ในส่วนของ ชุดวัดความเร็วและทิศทางของกระแสน้ำความละเอียดสูง โดยใช้หัววัดสนามแม่เหล็ก นั้น ตรวจจับสนามแม่เหล็กได้ตั้งแต่ 100Gauss กระบวนการสร้างของเทคโนโลยีวงจรรวมซีมอส ทำให้มีขนาดเล็ก ราคาต่ำ และสามารถใช้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีลายวงจรขนาดเล็กได้ ตรวจจับสนามแม่เหล็กได้ในสองทิศทาง อัตราการใช้พลังงานต่ำ สัญญาณเอาท์พุทรบกวนมีค่าน้อย ค่าความไวในการตรวจจับสนามแม่เหล็กและความแม่นยาของอุปกรณ์มีค่าสูง สามารถใช้งานได้ง่าย เพราะใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก

     ชุดวัดระดับน้ำความละเอียดสูง โดยใช้หัววัดความดัน สามารถวัดระดับน้ำได้ในช่วง 0 – 5 เมตร และค่าความละเอียดของการวัดระดับน้ำอยู่ที่หนึ่งเซนติเมตร โดยชุดวัดระดับน้ำสามารถนำไปวัดระดับน้ำในถังน้ำ บ่อน้ำ และแหล่งน้ำได้อีกด้วย ประโยชน์ในการใช้งาน คือ สามารถนาชุดวัดระดับ ไปใช้วัดระดับน้ำในภาคอุตสาหกรรมอาหาร เช่น วัดระดับน้ำในบ่อเลี้ยงกุ้ง เป็นต้น นอกจากนี้สามารถนำชุดวัดระดับน้ำไปใช้เตือนภัยในพื้นที่ต่างๆ ทำให้เราทราบปริมาณน้ำ เพื่อจัดการพื้นที่น้ำท่วมด้วย

     ชุดทดสอบไฟรั่ว จุฬาฯ เพื่อผู้ประสบภัยน้ำท่วม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ออกแบบเครื่องมือชนิดนี้ให้มีลักษณะคล้ายคันเบ็ดตกปลา โดยมีตัวตรวจวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าอยู่ที่ปลายเชือกด้านที่จะหย่อนลงไปในน้ำ เพื่อทำให้ผู้วัดไม่จำเป็นที่จะต้องเสี่ยงไปอยู่ใกล้กับบริเวณที่วัดไฟรั่ว ซึ่งอาจทำให้เกิดอันตรายแก่ตัวผู้วัดได้

     ส่วนประกอบของชุดทดสอบไฟรั่ว มีสามส่วน ได้แก่ ส่วนหัววัดไฟเป็นทุ่นขนาดเล็กมีสองขั้วคล้ายปลั๊กตัวผู้อยู่ห่างกันสองเซนติเมตร อยู่ที่ปลายสายไฟด้านที่จะนำจุ่มลงไปในน้ำบริเวณที่วัดไฟรั่ว ส่วนสายไฟและคันเบ็ด ในกรณีที่ในน้ำมีไฟรั่ว กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งมาตามสายไฟจากหัววัดไฟ มายังเครื่องวัดไฟรั่ว และส่วนเครื่องวัดไฟรั่ว เป็นกล่องวงจรซึ่งจะใช้ถ่านขนาดเก้าโวลต์สองก้อน และมีหลอดLED แสดงผลอยู่สองสี สีเขียวจะแสดงว่าเครื่องกำลังทำงาน ส่วนสีแดงจะเตือนบริเวณที่มีไฟรั่ว

     การผลิตแบคทีเรียบีเอสชีววิถีเพื่อการควบคุมลูกน้ำยุงรำคาญอย่างมีประสิทธิภาพ คณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดลร่วมกับองค์กรชั้นนำ ทั้งรัฐและเอกชนผลักดันการผลิตบีเอสจุลินทรีย์กำจัดลูกน้ำยุงรำคาญในระดับอุตสาหกรรมเป็น ครั้งแรกในประเทศไทย ซึ่งเป็นทางเลือกหนึ่งของการกำจัดลูกน้ำยุงที่ลดอันตรายจากการใช้สารเคมี

     เชื้อแบคทีเรีย Bacillus Sphaericus หรือเรียกย่อว่า บีเอส (BS) เป็นเชื้อแบคทีเรียที่สร้างสารพิษสามารถฆ่าลูกน้ำยุงรำคาญและยุงก้นปล่องได้ แต่ไม่เป็นอันตรายต่อคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม เป็นเชื้อที่ได้รับการยอมรับจากองค์การอนามัยโลก (WHO) ในการควบคุมลูกน้ำยุงทั้งสองสกุลนี้ แต่ลูกน้ำยุงรำคาญจะแพร่ระบาดในแหล่งน้ำท่วมขังที่เน่าเสียและน้ำครำ การใช้เชื้อแบคทีเรียบีเอส ในการกำจัดลูกน้ำยุงรำคาญจึงเป็นแบบชีววิถี ที่ช่วยลดการใช้สารเคมีเหมาะสำหรับสถานการณ์หลังน้ำลดมากที่สุด แต่เชื้อแบคทีเรียบีเอสเป็นพิษต่อลูกน้ำยุงลายค่อนข้างต่ำ หากต้องการจะควบคุมยุงลายต้องใช้แบคทีเรียชนิดอื่น

     นอกเหนือจากผลงานที่กล่าวถึงข้างต้น ยังมีการคิดค้นวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ไทยอีกจำนวนมากที่มุ่งหวังจะให้เกิดประโยชน์ต่อการนำไปใช้อย่างสูงสุด เพื่อส่งผลต่อการพัฒนาคุณภาพชีวิต เศรษฐกิจและสังคมโดยรวมของไทยให้ดีขึ้นอย่างยั่งยืน

สินีนาฎ ทาบึงกาฬ
ส่วนประชาสัมพันธ์ สสวท.

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง