นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ปี 2567 สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์กับงานวิจัยทางด้านตัวนำยิ่งยวดของวัสดุ ประยุกต์ใช้ในหลายมิติ

3 พฤศจิกายน 2566

ผู้เขียน ขนิษฐา จันทร์เจริญ

รศ.ดร.ธิติ บวรรัตนารักษ์ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ และรองคณบดีบัณฑิตวิทยาลัย จุฬาฯ คว้ารางวัลนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ประจำปี 2567 สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

รศ.ดร.ธิติ บวรรัตนารักษ์ นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ประจำปี 2567 สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ เปิดเผยถึงงานวิจัยที่ผ่านมาว่าเป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและสมบัติทางกายภาพของวัสดุพลังงานภายใต้สภาวะรุนแรง ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การใช้งานสภาวะรุนแรง ได้แก่ อุณหภูมิและความดันสูงในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างและสมบัติทางกายภาพให้วัสดุชนิดเดิมมีคุณสมบัติที่แตกต่างไปและเป็นประโยชน์ในการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมมากขึ้น ซึ่งเป็นทิศทางในการพัฒนาสมบัติของวัสดุในปัจจุบัน โดยได้ทำการศึกษาสมบัติความเป็นตัวนำยิ่งยวดวัสดุภายใต้ความดันสูงมาเป็นระยะเวลายาวนาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มธาตุโลหะและในกลุ่มไฮไดรด์ และมีผลงานวิจัยทางด้านการพัฒนาตัวนำยิ่งยวดภายใต้สภาวะรุนแรงมาอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันวัสดุในกลุ่มไฮไดรด์มีศักยภาพสูงที่สุดในการพัฒนาเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อาจจะนำมาใช้งานในเชิงประยุกต์ได้จริงในอนาคตอันใกล้

รศ.ดร.ธิติ กล่าวถึงแนวทางการวิจัยในปัจจุบันว่ามุ่งพัฒนาสมบัติความเป็นตัวนำยิ่งยวดของวัสดุ เพื่อการใช้งานในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน เนื่องจากความต้านทานในวัสดุเป็นที่มาของการสูญเสียพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานพลังงานไฟฟ้า หากเราสามารถพัฒนาวัสดุที่มีสมบัติตัวนำยิ่งยวดได้ จะทำให้ประสิทธิภาพในการใช้งานพลังงานสูงขึ้นอย่างต่ำ 40% ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ โทรศัพท์มือถือ รวมถึงเทคโนโลยีที่ต้องใช้พลังงานสูงอย่างรถไฟฟ้าหรือรถไฟความเร็วสูง สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการสูญเสียพลังงานน้อยลง และทำให้สามารถใช้พลังงานที่กักเก็บไว้ได้นานขึ้นอีกด้วย ซึ่งตัวนำยิ่งยวดนี้จะเข้ามาเปลี่ยนเทคโนโลยีหลายๆ อย่างบนโลกใบนี้

ทั้งนี้งานวิจัยสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในมิติต่างๆ ได้ดังนี้

เชิงชุมชน/สังคม สามารถนำเทคโนโลยีความดันสูงนี้ไปใช้ในอุตสาหกรรมการแปรรูปอาหาร เพื่อการยืดอายุการเก็บรักษาอาหารซึ่งเป็นแนวโน้มที่กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นในช่วงเวลาที่ผ่านมา

เชิงพาณิชย์ องค์ความรู้ที่ได้จากการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านการทดลอง โดยเฉพาะการพัฒนาเทคนิคทางแสงในการวัดความดัน และอุปกรณ์สร้างความดันสูง สามารถต่อยอดสู่การนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมได้

เชิงวิชาการ การมีผลงานตีพิมพ์ และได้รับการอ้างอิง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอ้างอิงจากนักวิจัยที่มีชื่อเสียงระดับโลกจึงเป็นประโยชน์ที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด

เชิงพื้นที่ สามารถนำเทคโนโลยีความดันสูงไปใช้ในแปรรูปอาหารทะเล เพื่อที่ทำให้รสสัมผัสไม่เปลี่ยนแปลง และสามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียในอาหารดิบได้

“งานวิจัยต่างๆ ที่ทำมาเป็นงานวิจัยที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาองค์ความรู้พื้นฐาน ที่ไม่เพียงนำมาใช้เพื่อการขับเคลื่อนเทคโนโลยีทางวัสดุและทางด้านพลังงานเท่านั้น แต่ยังนำไปสู่ความยั่งยืนในการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านนี้และมีผลกระทบอย่างมากต่อวงการวิชาการ ภาคอุตสาหกรรม และแม้แต่การใช้ชีวิตประจำวันของทุกคน” รศ.ดร.ธิติกล่าว

สำหรับงานวิจัยในอนาคต รศ.ดร.ธิติ เผยว่า กำลังดำเนินการศึกษาเกี่ยวกับวัสดุในกลุ่มอัลตราไฮไดรด์ ซึ่งเป็นกลุ่มวัสดุที่มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบจำนวนมาก เนื่องจากการศึกษาในเบื้องต้นพบว่ามีวัสดุหลายชนิดถ้าเปลี่ยนสารประกอบให้มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่มีจำนวนเพิ่มมากขึ้นแล้ว วัสดุนั้นจะมีแนวโน้มที่มีอุณหภูมิวิกฤตสูงขึ้น ภายใต้ความดันสูง ซึ่งแนวโน้มดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองโดยกลุ่มวิจัยหลายกลุ่มในต่างประเทศ ซึ่งหากทำสำเร็จ การพัฒนาวัสดุให้มีสมบัติตัวนำยิ่งยวดในอนาคตก็จะสามารถออกแบบได้ด้วยองค์ความรู้และความเข้าใจในพื้นฐานที่ได้ศึกษาอย่างแท้จริง ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีลองผิดลองถูกอีกต่อไป

นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ประจำปี 2567 สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ ฝากข้อคิดถึงนักวิจัยรุ่นใหม่ในการทำงานวิจัยในประสบความสำเร็จว่า ขอให้นักวิจัยมองปัญหาในเรื่องที่กำลังทำวิจัยอยู่ โดยสิ่งแรกที่ต้องมีคือความเชื่อ มีความอยากรู้อยากเห็นในเรื่องนั้นๆ และพยายามสื่อสารออกมาในบริบทที่เกี่ยวข้องกับความต้องการที่สามารถตอบโจทย์ทั้งทางด้านเศรษฐกิจ อุตสาหกรรม และสังคม ก็จะช่วยให้ผลงานวิจัยประสบความสำเร็จ