รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- เทคนิควิเคราะห์ไอสารหอมระเหยโดยใช้สสารขยายสัญญาณรามาณทำจากโฟม นาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Analytical technique for volatile organic compounds by using surface enhanced Raman scattering substrate made of nanocell foam under supercooling state.
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่ระบุ
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 9 พฤศจิกายน 2561
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 8 กรกฎาคม 2563
- ประเภทของการวิจัย :
- การวิจัยและพัฒนา
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- หากกล่าวถึงการสร้างเทคโนโลยีเพื่อปรับเปลี่ยนกรรมวิธีการผลิตในส่วนของกระบวนการผลิตอาหารการเกษตรสมัยใหม่ และการตรวจวิเคราะห์อย่างแม่นยำโดยมีเป้าหมายในการยกระดับการแข่งขันเชิงการผลิตที่มีคุณภาพสูงขึ้นในขณะที่สามารถควบคุมต้นทุนการผลิตได้ การประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติส าหรับกระบวนการผลิตและการตรวจวิเคราะห์ในกลุ่มอุตสาหกรรมหลักดังกล่าวมีความจำเป็นยิ่งยวดที่ต้องอาศัยเทคโนโลยีการประมวลผลสเปคตรอล (spectral processing) หมายถึงการวิเคราะห์สเปคตรัมแสงของการแผ่รังสีเพื่อได้รับการกระตุ้นโดยใช้แสงเพื่อใช้ในงานวิเคราะห์สารประกอบเคมี อาทิ การประยุกต์หลักการ Raman spectroscopy เพื่อบ่งชี้องค์ประกอบทางเคมีของสารประกอบซึ่งมีข้อดีที่ตัวรับสัญญาณรามานตรวจจับสัญญาณได้แบบทันทีจึงเหมาะที่ใช้ในการพัฒนาเป็นเซ็นเซอร์ชนิดเร็วเพื่องานวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ความต้องการเครื่องมือวิเคราะห์ชนิดเร็วสำหรับตรวจหาชนิดและปริมาณสารให้กลิ่นรสในกระบวนการ ผลิตอาหารเพื่อยกระดับกระบวนการผลิตให้มีความแม่นยำและคุณภาพสูงขึ้น เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่นำไปสู่กระบวนการผลิตอัตโนมัติแบบใหม่ที่สามารถควบคุมต้นทุนการผลิตได้ดีมากขึ้นด้วยลดปริมาณการสูญเสียของ ผลิตภัณฑ์ตกมาตรฐานการผลิตซึ่งเกิดจากการปรับกระบวนการผลิตแบบรวดเร็วได้ทันเวลาเมื่อมีผลการตรวจเช็คคุณภาพที่ทำงานได้แบบเวลาจริงเท่านั้น ทั้งนี้กรอบความคิดดังกล่าวมีอุปสรรคส าคัญที่ในปัจจุบันนี้ยังไม่มีเซ็นเซอร์ตรวจวัดไอระเหยของสารให้กลิ่นรสที่ทำงานได้แบบเวลาจริง งานวิเคราะห์ไอสารระเหยอินทรีย์ในปัจจุบันนี้ต้องอาศัยเครื่องมือวิเคราะห์ที่ใช้หลักการ gas chromatography เพื่อแยกชนิดของไอระเหยก่อนส่งเข้าเซ็นเซอร์ตรวจจับองค์ประกอบดังกล่าวซึ่งชนิดของตัวจับสัญญาณวิเคราะห์ก็ขึ้นกับว่าเป็นการวิเคราะห์เชิงคุณภาพหรือปริมาณ ได้แก่ mass spectrometer, flame ionization detector, electron capture detector เป็นต้น และด้วยหลักการ gas chromatography จ าเป็นต้องใช้เวลาในการวิเคราะห์ค่อนข้างนานในระดับมากกว่าสิบนาทีส่งผลให้การใช้เครื่องมือ ในแพลทฟอร์ม gas chromatrography เป็นเซ็นเซอร์ชนิดเร็วท าไม่ได้ ในส่วนของเครื่องมือวิเคราะห์ชนิดอื่นที่อิงหลักการการดูดซับของสสารตรวจวิเคราะห์บนตัวตรวจจับก็มีข้อจำกัดเรื่องระดับความเข้มข้นที่สามารถตรวจจับได้และมักต้องได้รับการสอบเทียบเฉพาะชนิดสารประกอบ ที่ส าคัญคือไม่สามารถวัดสารประกอบมากชนิดได้พร้อมกัน ด้วยความก้าวหน้าของอุปกรณ์ที่ใช้ในงานวิเคราะห์ด้วยแสง หรือหลักการ spectroscopy รวมถึงกลุ่มตัวจับสัญญาณวิเคราะห์ทางแสง (light detector) ทั้งในสถาปัตยกรรมแบบ complementary metal-oxidesemiconductor (CMOS) หรือ charge-coupled device (CCD) ที่มีค่าประสิทธิภาพเชิงควอนตัมสูงมากซึ่งมีประโยชน์ต่อการพัฒนาค่าความละเอียดของความสามารถในการแยกสเปคตรัมของแสงที่มีค่าจำเพาะขึ้นกับองค์ประกอบทางเคมีและหลักการวัด คณะนักวิจัยภายใต้แผนบูรณาการเรื่อง “การประมวลผลข้อมูลภาพและสเปคตรอลแบบเวลาจริงเพื่อใช้เป็นตรรกะในเซ็นเซอร์ชนิดเร็วสำหรับกระบวนการผลิตอาหาร และการเกษตรสมัยใหม่” จึงมุ่งความสนใจพัฒนาเทคโนโลยีที่มีความช านาญการไปเป็นเซ็นเซอร์ชนิดเร็วโดยหนึ่งในนั้นคือ งานวิจัยนวัตกรรมวัสดุหรืออุปกรณ์เพื่อใช้เพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับสัญญาณสเปคตรัล ซึ่งโครงการวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ต่อยอดเทคนิคการผลิตสสารขยายสัญญาณรามาน (Surface Enhanced Raman Scattering (SERs), substrate) ที่ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินไปใช้ตรวจวิเคราะห์ไอสารหอมระเหยอินทรีย์ โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาเป็นเซ็นเซอร์ชนิดเร็วได้ต่อไป งานวิจัยโครงการนี้เป็นงานวิจัยพัฒนา SERs ชนิดใหม่ที่ออกแบบมาให้สามารถตรวจวิเคราะห์แก๊สหรือไอสารระเหยได้ ด้วย SERs chip ที่มีในเชิงพาณิชย์ไม่มีชนิดที่ใช้ขยายสัญญาณรามานของสสารในสถานะแก๊สได้ซึ่งเป็นที่ทราบกันเชิงทฤษฎีว่าสัญญาณรามานจัดว่าเป็นสัญญาณอ่อนและโดยปกติแล้วการตรวจวิเคราะห์ตัวอย่างแก๊สโดยใช้เครื่อง Raman spectroscopy ทุกตัวต้องอาศัย multipass gas cell ร่วมด้วยแม้กระนั้นก็ตามยังอาจต้องพึ่งระบบความดันสูงส าหรับห้องใส่ตัวอย่างวิเคราะห์ อุปกรณ์เสริมดังกล่าวยังอาจช่วยให้สามารถขยายสัญญาณตัวอย่างแก๊สที่เข้มข้นได้เพียงในระดับหนึ่งในพันส่วน งานวิจัยโครงการนี้จึงถือว่าเป็นนวัตกรรมใหม่ที่มีสามารถน าไปสู่การพัฒนาเซ็นเซอร์ชนิดเร็วโดยอาศัยหลักการการประมวลสัญญาณสเปคตรอลที่เป็นเป้าหมายส าคัญของแผนบูรณาการในการวิจัยเพื่อสร้างนวัตกรรมใหม่เพื่อช่วยให้อุตสาหกรรมเป้าหมายแข่งขันได้ในด้านกระบวนการผลิตโดยต้องอาศัยการทำวิจัยร่วมกันเพื่อสร้างเทคโนโลยีใหม่ที่ประยุกต์ใช้ได้จริงในกรอบเวลาวิจัยและพัฒนาที่รวดเร็ว เพื่อให้เห็นภาพความสำคัญของโครงการนี้ต่อการพัฒนาเครื่องมือหรือวิธีการตรวจวิเคราะห์ไอสารหอมระเหยต่อภาคการผลิต รวมถึงความเป็นไปได้ของโครงการวิจัยนี้ในการพัฒนาเป็นเซ็นเซอร์ชนิดเร็ว คณะนักวิจัยขอยกตัวอย่างถึงงานประยุกต์ใช้เทคนิคการประมวลผลรามานสเปคตรัมของไอสารหอมระเหยในการระบุอัตลักษณ์ของพันธุ์ข้าว ข้าว นับเป็นสินค้าเกษตรอีกชนิดหนึ่ง ที่มีการจัดชั้นมาตรฐานหรือคุณภาพข้าวออกเป็นหลายระดับและราคาในแต่ละชั้นก็ต่างออกไป โดยมาตรฐานข้าวไทยได้ปรับปรุงและพัฒนามาเป็นลำดับจนปัจจุบันเป็นมาตรฐานข้าวไทย (Thai Rice Standard) ซึ่งถูกจัดขึ้น เนื่องจากความพยายามที่จะจัดมาตรฐานสินค้าข้าวหอมมะลิไทยให้แตกต่างจากมาตรฐานข้าวทั่ว ๆ ไป เพื่อดำรงไว้ซึ่งชื่อเสียง เนื่องจากก่อนหน้านี้มีการปลอมปนมาก ซึ่งการปลอมปนนั้นเกิดขึ้นโดยกลุ่มบุคคลที่ตั้งใจ และมิได้ตั้งใจ โดยปริมาณการปลอมปนไม่มีหลักเกณฑ์ ซึ่งไม่สามารถเรียกข้าวที่ถูกปลอมปนมาว่าเป็นข้าวหอมมะลิได้หมด (กระทรวงพาณิชย์,2554) หากปล่อยไว้โดยไม่มีมาตรฐานกำหนด ข้าวหอมมะลิของไทยอาจเสื่อมความนิยมลงได้ วิธีการตรวจความเป็นข้าวหอมมะลิที่สามารถยืนยันว่าเป็นข้าวหอมมะลิแท้หรือไม่นั้น คือ การตรวจสายพันธุกรรม (DNA) ซึ่งต้องนำข้าวไปตรวจสอบที่สถาบันตรวจสอบเอกลักษณ์พันธุกรรมข้าวหอมมะลิ (DNA) มีค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบค่อนข้างสูง และต้องใช้เวลาในการตรวจสอบพอสมควร พันธุ์ข้าวหอมไทยที่นิยมบริโภค อาทิเช่น ข้าวหอมมะลิ 105 ข้าว กข 15 ข้าวปทุมธานี 1 ข้าวหอมสุพรรณ เป็นต้น การทราบองค์ประกอบทางเคมีของข้าวแต่ละสายพันธุ์จะช่วยให้เข้าใจและสามารถจำแนกความแตกต่างได้ vibrational spectroscpopy เป็นเทคนิคหนึ่งที่นิยมใช้ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพกับผลิตภัณฑ์เกษตรและอาหาร ในอุตสาหกรรมอาหารการประยุกต์ใช้งานเบื้องต้นจะใช้ NIR spectroscopy อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเครื่องมือทางการวิเคราะห์มีทิศทางใหม่ในการประยุกต์ใช้ Raman spectroscopy สำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณหรือระบุอัตราส่วนขององค์ประกอบที่มีในผลิตภัณฑ์เกษตรและอาหาร ทั้งนี้การตรวจวิเคราะห์เชิงปริมาณยังมีข้อจำกัดเรื่องการตรวจวิเคราะห์สสารในสถานะแก๊สอยู่มากหรือตรวจวัดได้ที่ความเข้มข้นค่อนข้างสูง การพัฒนาวิธีการขยายสัญญาณรามาณเพื่อให้ใช้ Raman spectroscopy ในการตรวจวิเคราะห์สสารในสถานะแก๊สจึงเป็นที่กำลังได้รับความสนใจวิจัยและพัฒนากันมาก เนื่องด้วยเทคนิค Raman spectroscopy ให้ผลตอบสนองกับองค์ประกอบทางเคมีได้ดีโดยเฉพาะกับสสารในกลุ่ม aromatic compounds ในเวลาที่สั้นมาก และยังใช้ตัวอย่างวิเคราะห์ปริมาณน้อย จากข้อมูลงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่าการใช้ Raman spectroscopy ตรวจวิเคราะห์ตัวอย่างข้าวสารโดยตรงสามารถระบุเอกลักษณ์ของข้าวต่างสายพันธุ์กันได้หากต้นสายพันธุ์มีความแตกต่างกันชัดเจน ดังนั้นวิธีวัดโดยตรงนี้อาจใช้ในการตรวจสอบการเจือปนข้าวหอมมะลิเชิงคุณภาพหรือระบุได้เพียงว่ามีข้าวชนิดอื่นปนอยู่ แต่ยังไม่สามารถบอกปริมาณการเจือปนได้ สิ่งที่สามารถจำแนกข้าวแต่ละสายพันธุ์อีกทางหนึ่ง คือ สารหอมระเหยในข้าว ข้าวหอมมะลิมีสารให้กลิ่นที่เป็นเอกลักษณ์ของข้าวหอมคือ 2-Acetry-1-pyrroline (2-อะเซทิล-1-ไพโรลีน) (Buttery, Ling, Juliano, & Turnbaugh, 1983 ; Jezussek, Juliano, & Schieberle, 2002; Laksanalamai & Ilangantileke, 1993; Paule&Powers 1989.;Kanjana & Russell,2014 ) ซึ่งเป็นสารประกอบอะโรมาติกที่มีกลิ่นหอมคล้ายกลิ่นใบเตย สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้และจำแนกข้าวหอมมะลิออกจากข้าวกลุ่มให้ความหอมชนิดอื่นและกลุ่มที่ไม่ให้ความหอมได้ โดยความจำเพาะต่อโครงสร้างทางเคมีของหลักการวิเคราะห์รามานสเปคโตสโคปีทำให้สามารถใช้เพิ่มความถูกต้องของผลการตรวจวิเคราะห์สารให้กลิ่นข้าวหอม เมื่อเทียบกับหลักการทางสเปคโตสโคปีอื่น แต่ด้วยสารให้กลิ่นข้าวหอมที่เป็นตัวบ่งชี้ลักษณะจำเพาะ มักปรากฏอยู่ในระดับความเข้มข้นค่อนข้างต่ำ การประยุกต์ใช้เทคนิครามานสเปคโตสโคปีจึงจำเป็นต้องอาศัยหลักการ SERs เพื่อขยายสัญญาณของสเปคตรัมให้ปรากฏในระดับที่ตรวจวิเคราะห์ได้ (C. L. Wong et al, 2014; S. N. Terekhov,2010) จากปัญหาข้างต้นผู้วิจัยจึงเสนอแนวทางการพัฒนาระบบตรวจวิเคราะห์สารหอมระเหยในข้าวหอม ด้วยวิธี surface enhance raman substrate (SERs) ร่วมกับระบบสภาวะความเย็นยิ่งยวด–รามานสเปคโตรสโคปี เพื่อการทดสอบและวิเคราะห์สารให้กลิ่นในข้าว โดยให้มีความสามารถวิเคราะห์และตรวจสอบคุณสมบัติและโครงสร้างทางเคมีของข้าวไทยแต่ละสายพันธุ์
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1. พัฒนา SERs แบบเคลือบพื้นผิวโฟมนาโนเซลด้วยเงินโดยอาศัยเทคนิคการเคลือบเงินด้วยการกระตุ้นไฟฟ้า ให้เกิดไอออน (Ag-sputtering coating) 2. ทดสอบและวิเคราะห์ความสามารถในการขยายสัญญาณรามานสำหรับสารหอมระเหย 3. พัฒนาระบบการตรวจวิเคราะห์หอมระเหยเชิงคุณภาพ โดยใช้เทคนิค Surface-Enhanced-Raman Spectroscopy ร่วมกับการใช้ความเย็นยิ่งยวด
- ขอบเขตของโครงการ :
- โครงงานวิจัยเรื่อง เทคนิควิเคราะห์สารหอมระเหยโดยใช้สสารขยายสัญญาณรามาณทำจากโฟมนาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด กำหนดขอบเขตที่การพัฒนา SERs ทำจากโฟมนาโนเซลโดยการเคลือบเงินด้วยเทคนิค ion-sputtering การทดสอบและวิเคราะห์หาประสิทธิภาพการขยายสัญญาณรามานในการตรวจจับไอระเหยอินทรีย์สารของ SERs ทำจากโฟมนาโนเซล ตัวอย่างทดสอบเป็นสารหอมระเหยทั้งในกลุ่มสารประกอบอะลิฟาติก และอะโรมาติก ซึ่งเป็นสารประกอบที่เป็นองค์ประกอบของสารระเหยที่ปรากฏในข้าวหอมมะลิเป็นตัวอย่างศึกษา
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- โครงการวิจัยนี้สร้างนวัตกรรมด้านการผลิต Surface enhanced Raman scattering substrates ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินที่พร้อมสำหรับการถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตเชิงพาณิชย์ และเทคนนิคการขึ้นรูป SERs chip ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยต่อยอดประยุกต์ของคณะนักวิจัยในแผนบูรณาการนี้เพื่อใช้ผลิตเป็นเซนเซอร์ชนิดเร็วเพื่อตรวจวิเคราะห์ไอสารระเหยอินทรีย์ในอากาศได้
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- การดำเนินการวิจัยเรื่อง เทคนิควิเคราะห์สารหอมระเหยโดยใช้สสารขยายสัญญาณรามานทำจากโฟมนาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวดประกอบด้วยสามส่วนหลักคือ 1. งานวิจัยพัฒนา สร้าง และทดสอบสมบัติทางกายภาพของ SERs ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงิน 2. งานวิจัยพัฒนา สร้าง และทดสอบระบบเก็บตัวอย่างไอสารหอมระเหยอินทรีย์ โดยใช้ SERs จากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด 3. งานทดสอบ และตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการขยายสัญญาณรามานของไอระเหยอินทรีย์ที่ดูดซับบน SERs ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินโดยความเชื่อมโยงของกิจกรรมวิจัยแต่ละส่วนได้ถูกแสดงไว้ใน รูปที่ 12.1 สำหรับรายละเอียดของวิธีการดำเนินการวิจัยในแต่ละส่วนโดยสังเขปเป็นดังนี้ รูปที่ 10 ความเชื่อมโยงของกิจกรรมวิจัย 12.1 การวิจัยและพัฒนา surface enhance Raman substrate (SERs) งานวิจัยในขั้นตอนนี้เป็นการพัฒนาวิธีการขึ้นรูป SERs แบบใหม่ โดยสารที่มีสมบัติที่ดีในการขยายสัญญาณรามานใช้หลักการการประยุกต์ใช้อนุภาคโลหะขนาดนาโนเมตร เช่น เงิน ทองคำ หรือ แพลทินัม เป็นต้น กลไกลการประดิษฐ์เป็นการเติมสารลงบนพอรัสมีเดียที่ใช้เป็นโครงสร้างหลัก และเทคนิคการขึ้นรูปโครงสร้างหลักแบบพอรัสมีเดียที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้ให้โครงสร้างระดับนาโนเมตรเช่นกัน SERs แบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นนี้ ผ่านการทดสอบองค์ประกอบทางเคมีพื้นผิว สมบัติทางกายภาพพื้นผิว ทางไฟฟ้า และสัณฐานวิทยา เพื่อระบุลักษณะเฉพาะที่จำเป็นต่อการบ่งชี้ความสามารถในการขยายสัญญาณรามาน และสร้างความสัมพันธ์ของลักษณะจำเพาะของ SERs ต่อระดับการขยายสัญญาณที่ขยายได้ นอกจากนี้การทดสอบสำคัญคือ พฤติกรรมการดูดซับสารให้กลิ่นในข้าวของ SERs ยังประเมินจากการทดสอบ chemical vapor sorption isotherm ? 12.2 การออกแบบและสร้างระบบการจัดเก็บสารหอมระเหย ชุดเก็บกลิ่นสารระเหยเป็นรูปแบบ Continuous Flow system ประกอบด้วย ชุดกรองแก๊ส ชุดใส่ตัวอย่าง และชุดทำความเย็นยิ่งยวด (รูปที่ 12.2) ลักษณะการทำงานคือ แก๊สจะเข้าสู่ระบบด้วยอัตราการไหลที่ตั้งไว้ ผ่านไปยัง ชุดกรองแก๊สเพื่อกรองสารเจือปนที่ติดมากับแก๊สไนโตรเจน จากนั้นแก๊สไนโตรเจนจะไหลเข้าสู่ชุดใส่ตัวอย่าง แล้วพากลิ่นจากตัวอย่าง ไปยัง SERs ที่บรรจุอยู่ในชุดทำความความเย็นยิ่งยวด รูปที่ 12.2 ระบบการจัดเก็บสารหอมระเหย 12.3 การระบุชนิดองค์ประกอบทางเคมีของสารให้กลิ่นข้าว ด้วยวิธี Thermal Desoprtion-GC-MS งานวิจัยในขั้นตอนนี้เป็นการหาองค์ประกอบทางเคมีของสารให้ความหอมข้าวหอมมะลิ เพื่อหาองค์ประกอบหลักของสารให้ความหอมโดยวิธี Gas adsorption-Thermal Desoprtion-GC-MS และใช้กำหนดเลือกสารสังเคราะห์บริสุทธิ์ที่สอดคล้องกับองค์ประกอบเด่นของข้าว เป็นกลุ่มตัวแทนของไอสารหอมระเหยอินทรีย์ในงานวิจัยนี้ในขั้นตอนการตรวจจับไอสารหอมระเหยด้วยระบบ SERs ท าจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด และวิเคราะห์ด้วย Raman Spectroscopy เพื่อวิเคราะห์ผลของการขยายรามานสเปคตรัมทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณ การทดลองหาองค์ประกอบทางเคมีหลักของสารให้ความหอมของข้าวหอมมะล ใช้ตัวอย่างข้าวเปลือกข้าวหอมมะลิพันธุ์แท้ได้จากศูนย์วิจัยพันธุ์ข้าว หรือจากแหล่งปลูกที่ยืนยันสายพันธุ์ข้าวหอมได้ ลดความชื้นข้าวเปลือกโดยใช้อากาศธรรมชาติ ให้เหลือความชื้น 14 % นำข้าวเปลือกไปกะเทาะเปลือกโดยเครื่องกะเทาะ หลังจากนั้นนำไปสีด้วยเครื่องสีข้าว คัดเฉพาะข้าวสารเต็มเมล็ดมาใช้ในการทดลอง นำตัวอย่างข้าวสารส่วนที่ 2 ใส่ในถุงพลาสติกถุงละ 1 กิโลกรัม ทำให้เป็นสุญญากาศ เก็บที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส ก่อนที่จะนำตัวอย่างข้าวมาวิเคราะห์ ให้นำข้าวสารใส่ลงไปในภาชนะแก้วที่สะอาด เปิดฝาภาชนะแก้วที่ใส่ข้าวสารตั้งไว้ที่ อุณหภูมิห้อง ความชื้น 65 % เป็นเวลา 24 ชั่วโมง หลังจากนั้นปิดฝาให้แน่น เก็บในที่แห้งและเย็น (Bryant and McClung , 2011) 12.4 การตรวจวิเคราะห์สารหอมระเหยใน SERs ด้วย Raman Spectroscopy ทำได้ 2 วิธีคือ 12.4.1 การวัดแบบ direct Raman Spectroscopy โดยนำชิ้น SERs ที่ผ่านการดูดซับสารระเหยแล้ว มาเก็บสัญญาณรามานสเปคตรัมของข้าวหอมแต่ละสายพันธุ์ 12.4.2 การวัดแบบ multipass gas probe raman spectroscopy เป็นการวัดสารระเหยในสถานะแก๊ส ตัวอย่างไอสารจะไหลเข้าสู่ Gas cell ที่พัฒนาขึ้น และเก็บสัญญาณรามานโดยใช้ multipass gas probe raman spectroscopy 12.5 ทดสอบประเมินประสิทธิภาพการตรวจจับและวิเคราะห์ไอสารหอมระเหยอินทรีย์ด้วยเทคนิคการใช้ สสารขยายสัญญาณรามาณทำจากโฟมนาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด งานวิจัยในขั้นตอนนี้เป็นการทำการทดสอบประเมินประสิทธิภาพหรือข้อจำกัดของ ความสามารถของ SERsแบบใหม่ที่ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินในการการตรวจจับการวิเคราะห์จำแนกของชนิดของไอสารประกอบอินทรีย์โดยหลักการรามานสเปคโตรสโคปี โดยการทดสอบครอบคลุมการบ่งชี้เชิงปริมาณและคุณภาพของไอสารหอมระเหยชนิดเดียวที่เป็นตัวแทนของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายแบบกลุ่มอะลิฟาติกและกลุ่มอะโรมาติก และไอสารของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายแบบผสมชนิดที่เป็นตัวแทนของสารให้ความหอมของข้าวหอมมะลิ การทดสอบเชิงปริมาณเป็นการหาความเข้มข้นต่ำสุดของไอสารหอมระเหยอินทรีย์แต่ละชนิด ที่ SERs แบบใหม่ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินสามารถตรวจจับได้ งานวิจัยส่วนนี้ใช้มีเป้าหมายเพื่อระบุข้อจำกัดเฉพาะของ SERs แบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นภายใต้โครงการวิจัยนี้อันเป็นประโยชน์ยิ่งต่อการถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตเชิงพาณิชย์ การสังเคราะห์ข้อมูลประเมินประสิทธิภาพวิเคราะห์สารหอมระเหยโดยใช้สสารขยายสัญญาณรามาณทำจากโฟมนาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด ทั้งเชิงคุณภาพ และปริมาณของกลุ่มไอสารหอมระเหยที่ทดสอบทำโดยการวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลสเปคตรัมของสัญญาณรามานที่เป็นของไอสารหอมระเหยอินทรีย์บริสุทธ์ในการบ่งชี้ชนิดไอสารหอมระเหบอินทรีย์ และในส่วนของปริมาณใช้การประมวลค่า intensity ของสัญญาณรามานร่วมกับหลักสถิติที่ใช้ประมวลผลสัญญาณสเปคตรัม หรือเรียกการจัดทำ Raman spectrum library สำหรับสารประกอบบริสุทธิ
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- การดำเนินการวิจัยเรื่อง เทคนิควิเคราะห์สารหอมระเหยโดยใช้สสารขยายสัญญาณรามานทำจากโฟมนาโนเซลภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวดประกอบด้วยสามส่วนหลักคือ 1. งานวิจัยพัฒนา สร้าง และทดสอบสมบัติทางกายภาพของ SERs ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงิน 2. งานวิจัยพัฒนา สร้าง และทดสอบระบบเก็บตัวอย่างไอสารหอมระเหยอินทรีย์ โดยใช้ SERs จากโฟมนาโนเซลเคลือบเงินภายใต้สภาวะความเย็นยิ่งยวด 3. งานทดสอบ และตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการขยายสัญญาณรามานของไอระเหยอินทรีย์ที่ดูดซับบน SERs ทำจากโฟมนาโนเซลเคลือบเงิน
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางศรัณรัตน์ คงมั่น นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 50% 2 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วีระศักดิ์ เลิศสิริโยธิน นักวิจัยภายนอกมหาวิทยาลัย รองหัวหน้าโครงการวิจัย 50%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
