“ปั้นดินให้เป็นเงิน”

หน่วยวิจัย GJR พัฒนาสูตรนาโนซิลเวอร์เคลย์ (Nano silver clay) สำหรับการทำเครื่องประดับเงินแนวใหม่ ผู้สนใจการผลิตเครื่องประดับสามารถประดิษฐ์ได้เอง ด้วยการปั้น หรือการใช้อุปกรณ์อย่างง่าย ได้เครื่องประดับเงินที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว

1. การคิดค้นสูตรการผลิต Nano-silver clay สำหรับการขึ้นรูปเครื่องประดับด้วยเทคนิคต่างๆ
2. การสร้างสรรค์นวัตกรรมการขึ้นรูปเครื่องประดับที่ซับซ้อนด้วย Nano-silver clay
3. การประยุกต์ใช้ Nano-silver clay กับอุตสาหกรรมเครื่องประดับ

ทำไมต้อง Nano

งานวิจัยด้านการขึ้นรูปจากผงโลหะ (Powder Metallurgy) และนาโนเทคโนโลยี พบว่าเมื่อขนาดของอนุภาคเล็กลงระดับนาโนเมตร จะมีคุณสมบัติทางกายภาพเปลี่ยนไปตามขนาดและรูปร่างของอนุภาค เช่น สี ความแข็ง จุดหลอมเหลว (melting point) และอุณหภูมิในการเผาผนึก (sintering temperature) หน่วยวิจัยอัญมณีและเครื่องประดับ (GJR) ร่วมกับ หน่วยปฏิบัติการวิจัยอุปกรณ์รับรู้ (SRU) ดำเนินการวิเคราะห์วิจัยและพัฒนาสูตรการผลิตซิลเวอร์เคลย์จากผงเงินขนาดอนุภาคระดับนาโนเมตร เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพดังกล่าว และพัฒนาสูตรการผลิตนาโนซิลเวอร์เคลย์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการต่อยอดงานวิจัย จากหิ้งสู่ห้าง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพ เป็นทางเลือกแก่ผู้สนใจ และสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ

ภาพการผลิต

รูปที่ 1 ผงซิลเวอร์นาโนและนาโนซิลเวอร์เคลย์ ผลิตขึ้นจากคอลลอยด์น้ำความเข้มข้นสูงของอนุภาคซิลเวอร์นาโน สังเคราะห์ขึ้นด้วยกรรมวิธีที่พัฒนาโดยคณะนักวิจัยของหน่วยปฏิบัติการวิจัยอุปกรณ์รับรู้ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

รูปที่ 2 นาโนซิลเวอร์เคลย์ที่พัฒนาสูตรการผลิตจากหน่วยวิจัยอัญมณีและเครื่องประดับ และตัวอย่างการนำนาโนซิลเวอร์เคลย์ต้นแบบมาปั้นเป็นเครื่องประดับ นาโนซิลเวอร์เคลย์สามารถเผาผนึก (Sintering) และขึ้นรูปเป็นโลหะเงินโดยใช้อุณหภูมิที่ต่ำกว่าซิลเวอร์เคลย์ที่จำหน่ายเชิงพาณิชย์ และไม่ต้องทำการหลอมโลหะเป็นของเหลว

Reference:

1. Precious Metal Clay PMC, PMC+,PMC3 and Art Clay Silver. Available from: URL: http://www.silver-clay.com March 25, 2008
2. Art clay world USA. Available from: URL: http://www.artclayworld.com March 25, 2008
3. Hoshino, Koji. et al, “Precious Metal Article, Method for Manufacturing the same, Moldable Mixture for use in Manufacture of same and Method for Producing Moldable Mixture”, U.S. Patent 5,376,328, 1994.
4. Johnson, Christian E.; Stafford, Gery R, “Method for Chemical Precipitation of Metallic Silver Powder via a Two Solution Technique”, U.S. Patent 6,110,254, 2000.
5. Taylor, Terence Ernest.; Hurford, Stephen Paul., “Process for Manufacturing Precious Metal Artifacts”, U.S. 6,383,248, 2002.

หน่วยวิจัยอัญมณีและเครื่องประดับได้ศึกษาวิธีการปรับปรุงคุณภาพอัญมณี ทั้งเพื่อการเผาเปลี่ยนสีอัญมณี การย้อมสีอัญมณีเพื่อเพิ่มมูลค่า โดยทำการศึกษาวิจัยในเชิงลึก เช่น การปรับปรุงสีของเพทายด้วยกรรมวิธีการเผา การปรับปรุงคุณภาพของพลอยทัวมาลีนจากแหล่งโมแซมบิกด้วยการเผา และการศึกษาเอกลักษณ์ด้วยเทคนิค สเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล และการย้อมสีไข่มุกให้ได้สีเหลืองทอง สีดำ สีน้ำตาล และสีเงิน เป็นต้น

ตัวอย่างงานวิจัย

รูปที่ 1 UV-VIS-NIR Spectrum ของเพทายก่อนเผาและหลังเผาที่อุณหภูมิ 900oC

รูปที่ 2 ตัวอย่างไข่มุกหลังย้อมสีต่าง ๆ

รูปที่ 3 ทัวมาลีนจากแหล่งโมแซมบิกก่อนและหลังเผา

          หน่วยวิจัยอัญมณีและเครื่องปรดับ (Gems & Jewelry Research Unit, GJR) ร่วมกับหน่วยวิจัยอุปกรณ์รับรู้ (Sensor Research Unit, SRU) ในการพัฒนาเทคนิคการตรวจวิเคราะห์อัญมณีด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล ได้แก่ Infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, UV/NIR spectroscopy โดยมีการเตรียมตัวอย่างที่หลากหลาย และไม่ทำลายตัวอย่าง จึงสามารถตรวจวิเคราะห์อัญมณีที่เจียระไนแล้ว และอัญมณีบนตัวเรือนเครื่องประดับได้

ความสำคัญและที่มาของงานวิจัย

          อัญมณีเป็นสินค้านำเข้าและส่งออกที่มีความสำคัญระดับต้นๆ ของประเทศ ปัจจุบันอัญมณีหลายชนิดได้ผ่านการปรับปรุงคุณภาพ รวมทั้งปลอมแปลงในการซื้อขายเป็นปริมาณมาก อัญมณีหลายชนิดไม่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้ด้วยตา หรือเครื่องมือวิเคราะห์ทางกายภาพ ซึ่งส่งผลต่อเศรษฐกิจและอุตสาหกรรมต่างๆ ของประเทศ วิธีทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นอีกวิธีหนึ่งที่จะนำมาช่วยในการเสริมสร้างศักยภาพในการแข่งขันและการสร้างภาพลักษณ์ที่ดีให้กับสินค้าอัญมณีของไทย สำหรับการวิจัยด้านอัญมณีระดับนานาชาตินั้น ในปัจจุบันมีการนำเทคนิคการวิเคราะห์ขั้นสูงมาใช้มากขึ้นเพื่อให้ทันต่อเทคโนโลยีการสังเคราะห์อัญมณีและเทคโนโลยีการปรุงแต่งอัญมณีที่ก้าวหน้า เทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล (ยูวี อินฟราเรด และ รามานสเปกโทรสโกปี) เป็นหนึ่งในเทคนิคที่นำมาใช้ในการวิเคราะห์อัญมณี เนื่องจากให้ข้อมูลที่มีความสัมพันธ์โดยตรงต่อโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีของอัญมณี สามารถช่วยในการจำแนกอัญมณีธรรมชาติ อัญมณีสังเคราะห์ อัญมณีที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพ และวัตถุเลียนแบบอัญมณีได้

          งานวิจัยนี้มีวัตุถประสงค์หลักในการสร้างและพัฒนานวัตกรรมสำหรับการตรวจสอบอย่างรวดเร็วสำหรับอัญมณีที่เจียระไนแล้วโดยใช้เทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล ที่มุ่งเน้นการประยุกต์ในเชิงพาณิชย์และการอำนวยความยุติธรรม นอกจากนี้ยังต้องการสร้างฐานข้อมูล เบื้องต้นนำไปใช้ในการอ้างอิง การเรียน การสอน และการวิจัย ซึ่งจะมีการเผยแพร่สู่สาธารณะชนในรูปแบบต่างๆ อีกทั้งเพื่อสร้างและพัฒนาองค์ความรู้ที่สามารถนำไปใช้ในการเรียน การสอน และการวิจัยต่อเนื่องในอนาคต

ตัวอย่างการวิเคราะห์อัญมณีด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล

รูปที่ 1 แถบการดูดกลืนแสงของเพชรที่อยู่บนตัวเรือนเครื่องประดับ บันทึกโดยเทคนิค Transflectance

รูปที่ 2 รามานสเปกตรัมของเพชรธรรมชาติ

รูปที่ 3 รามานสเปกตรัมของไข่มุกแท้ก่อนย้อมสี (A) และหลังย้อมสีด้วยสารละลายซิลเวอร์ไนเตรท (B)

รูปที่ 4 รามานสเปกตรัมของไข่มุกดำธรรมชาติ

ผลงานวิจัย

Research Paper

1. P. Thongnopkun and S. Ekgasit, Characterization of dyed pearls by FT-IR spectroscopy and FT-Raman spectroscopy, KMITL Science Journal. 8, 2, (2009).
2. P. Thongnopkun and S. Ekgasit, Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectra of faceted diamonds, Anal. Chem. Acta. 576, (2006) 130-135.
3. P. Thongnopkun and S. Ekgasit, FT-IR Spectra of Diamonds and Diamond Simulants, Diam. Relat. Mater. 14, 1592 (2005).
4. S. Ekgasit and P. Thongnopkun, Transflectance Spectra of faceted Diamonds Acquired by Infrared Microscopy, Appl. Spectrosc. 59, 1160-1165 (2005).
5. S. Ekgasit and P. Thongnopkun, Novel Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Microscopy Using a Gem Quality Diamond as an Internal Reflection Element, Appl. Spectrosc. 59, 1236-1241 (2005).

Research Article

1. พิมพ์ทอง ทองนพคุณ, สนอง เอกสิทธิ์, การตรวจสอบไข่มุกด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล วารสารวิทยาศาตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม, In press.
2. สนอง เอกสิทธิ์, พิมพ์ทอง ทองนพคุณ, ชูชาติ ธรรมเจริญ, นายทวีศักดิ์ จันทร์ดวง, การวิเคราะห์และตรวจคัดอัญมณีที่เจียระไนแล้วอย่างรวดเร็วด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล (Rapid Screening of Faceted Gemstones by Molecular Spectroscopy), การพัฒนาอัญมณีไทยสู่แบรนด์สากล สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ณ โรงแรมมณีจันท์ จังหวัดจันทบุรี 24-25 เมษายน 2551
3. สนอง เอกสิทธิ์, พิมพ์ทอง ทองนพคุณ และ ทวีศักดิ์ จันทร์ดวง, การวิเคราะห์และจำแนกเพชรที่เจียระไนแล้วด้วยเทคนิคอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี, LAB.Today, 33, 45-52 (2549)