นาโนเทค ’64 ชูเทคโนโลยีคีเลชัน
ตอบโจทย์ความมั่นคงทางด้านเกษตรและอาหารของประเทศ
ดร.วรรณี ฉินศิริกุล ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. นำทัพผลงานวิจัยและนวัตกรรมของนาโนเทคร่วมอวดโฉมในงานแถลงข่าวผลงานเด่น สวทช. 2563 เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2564 ณ ห้องแถลงข่าว อาคารพระจอมเกล้า กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) พร้อมเผยทิศทางการเดินหน้าของนาโนเทคในปี 2564 ด้านเกษตรและอาหาร ที่จะมุ่งเน้นเทคโนโลยีหลักอย่างเทคโนโลยีคีเลชัน (Chelation Technology) ผนวกกับศาสตร์ด้านนาโนเคมีและการวิเคราะห์ขั้นสูง นำไปสู่นวัตกรรมไทยที่ตอบโจทย์การเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของไม้ผลเศรษฐกิจ เช่น ทุเรียน มะม่วง และตอบความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ เพื่อความยั่งยืนของประเทศตามแนวทางเศรษฐกิจแบบ BCG
นาโนเทคโนโลยี เป็นศาสตร์แห่งปัจจุบันและอนาคต ที่ส่งผลต่อวิถีชีวิตและการพัฒนาการเกษตรไทย ด้วยโมเลกุลและโครงสร้างระดับนาโนเมตร (nm) สู่วัสดุหรืออุปกรณ์ที่มีประโยชน์ โดยเฉพาะเมื่อประเทศไทยเป็นผู้ผลิตและส่งออกอาหารและสินค้าเกษตรที่สำคัญของโลก เทคโนโลยีคีเลชัน ที่ตอบความต้องการทางด้านพืชและสัตว์เศรษฐกิจ
คำว่า คีเลต (chelate) เป็นคำที่ได้มาจากภาษากรีก คือ chele ซึ่งมีความหมายว่า “กรงเล็บ” (Claw) ดังนั้น ถ้าพิจารณาจากรากศัพท์จะเห็นได้ว่า โลหะประจุบวกถูกจับด้วยลิแกนด์มากกว่าหนึ่งตำแหน่งในลิแกนด์หนึ่งตัว ในที่นี้ลิแกนด์คือ กรดอะมิโน ซึ่งการจับโลหะประจุบวกของลิแกนด์สามารถเกิดขึ้นได้มากกว่าหนึ่งตัว ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียกว่า เฮทเทอโรไซคลิกริง (Heterocyclic ring) ระหว่างโลหะประจุบวกกับลิแกนด์ ซึ่งทำให้มีลักษณะคล้ายกับก้ามปู (Crab) โดยสารลิแกนด์จะยึดจับโลหะประจุบวกให้อยู่ร่วมกันอย่างเหนียวแน่น ในรูปของสารคีเลตด้วยพันธะทางเคมีที่แข็งแรง
การผสานกำลังของ “นาโนเคมีและการวิเคราะห์ขั้นสูง” และ “คีเลชันเทคโนโลยี” นำสู่ “นาโนคีเลตคุณภาพสูง”ที่มีโมเลกุลขนาดนาโนเมตร เพิ่มการดูดซึม สามารถสังเคราะห์ได้ปริมาณมากขึ้นและคุณสมบัติดีขึ้น และนำส่งไปยังเป้าหมายได้อย่างจำเพาะ เช่น ลำไส้ ขึ้นอยู่กับชนิดของสารคีเลต (กรดอะมิโนหรือสารอินทรีย์อื่นๆ) และชนิดแร่ธาตุ โดยนาโนเทคต่อยอดสู่การใช้ประโยชน์ 2 มิติคือ อาหาร คือ เป็นธาตุอาหารเสริม เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการดูดซึมสารอาหารบริเวณลำไส้ของสัตว์ และเกษตร คือเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการดูดซึมธาตุอาหารของพืชจากการฉีดพ่นทางใบ
ผลงานสำคัญ ได้แก่ ปุ๋ยคีเลตของกรดอะมิโนธาตุอาหารเสริมสำหรับพืชเศรษฐกิจด้วยการฉีดพ่นทางใบ ที่มีจุดเด่นเรื่องเพิ่มการดูดซึม เร่งการเจริญเติบโตของพืช เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พร้อมลดค่าใช้จ่ายจากการสูญเสียธาตุอาหารทางดิน และธาตุอาหารเสริมอะมิโนคีเลตสำหรับสัตว์เศรษฐกิจ โดยวิจัยพัฒนาต้นแบบสูตรธาตุคีเลตรวมคุณภาพสูงแบบจำเพาะ ที่สามารถพัฒนาให้เหมาะกับสัตว์เศรษฐกิจแต่ละประเภท เช่น สุกร ไก่ไข่ และโคนม ตอบความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ในการเพิ่มคุณภาพผลิตภัณฑ์จากสัตว์ เช่น สุกร ที่มีมูลค่าการส่งออกสุกรมีชีวิตและผลิตภัณฑ์เนื้อสุกรกว่า 24,000 ล้านบาท
นอกจากนี้ ในปี 2564 นาโนเทคและกลุ่มน้ำตาลมิตรผล จะร่วมกันขยายผลการใช้ประโยชน์ชุดตรวจการเจือปนของเด็กซ์แทรนความไวสูงด้วยเทคโนโลยีนาโนเซนเซอร์ ในกระบวนการผลิตน้ำตาลเพื่อลดการสูญเสียและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตในโรงงานน้ำตาลทั้งหมด 7 แห่งทั่วประเทศ
ความสำคัญของการวิจัยและพัฒนาด้านเกษตรและอาหารโดยนาโนเทคโนโลยีที่นาโนเทค วางเป้าหมายไว้คือ การสนับสนุนเพื่อยกระดับการผลิตอาหารจากพืชและสัตว์เศรษฐกิจไทย สร้างนวัตกรรม ปุ๋ย อาหารสัตว์คุณภาพสูง เพื่อใช้ในประเทศ ลดการนำเข้าวัตถุดิบราคาสูงดังเช่น ปุ๋ยหรือธาตุอาหารเสริมที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศแทบทั้งสิ้น
