การเพิ่มมูลค่าพลอยธรรมชาติทัวร์มาลีนและเบริลด้วยเทคโนโลยีพลาสมาอบอ่อนเพื่ออุตสาหกรรม SME

บทคัดย่อ

จากความสำเร็จของคณะผู้วิจัย ในการพัฒนาเทคโนโลยีพลาสมาอบอ่อน สำหรับเพิ่มมูลค่าพลอยธรรมชาติทัวร์มาลีนกลุ่มสีโทนเข้มจากแหล่งไนจีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดความเข้มพลอยกลุ่มสีม่วงเข้มจนมืด เปลี่ยนเป็นพลอยใสสีชมพูถึงแดงสดสว่างคล้ายพลอยรูเบลไลต์ ซึ่งมีราคาแพง โดยที่ระดับความเข้มสี สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมชนิดพลาสมา ระดับความดันภายในห้องพลาสมา และระยะเวลาการอาบพลาสมา โดยเชื่อว่าพลาสมาอบอ่อนในบรรยากาศออกซิเจนเข้มข้น ทำให้ Mn2+ ซึ่งทำให้เกิดสีม่วงเกือบดำ เปลี่ยนสถานะเป็น Mn3+ ซึ่งให้สีแดงในทัวร์มาลีน โดยมีอิทธิพลของ Fe ร่วมด้วย แผนงานวิจัยนี้ ได้พัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีใหม่นี้ ให้สามารถนำมาปรับปรุงคุณภาพพลอยทัวร์มาลีนและเบริลชนิดอื่นๆ ที่มีธาตุให้สีเป็นแมงกานีส (Mn) และเหล็ก (Fe) เช่นเดียวกัน โดยคัดเลือกจากข้อมูลของผู้ประกอบการพลอยว่าเป็นที่ต้องการสูงมาก ที่โดยปรกติสามารถปรับเปลี่ยนสีได้ด้วยความร้อน แต่การควบคุมบรรยากาศในการเผาให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้สีตามที่ต้องการเป็นไปได้ค่อนข้างยาก และมักส่งผลให้พลอยมีรอยแตกเพิ่มขึ้น จึงสร้างความเสียหายและเป็นปัญหาหลักของผู้ประกอบการ วิธีการแก้ปัญหาด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับแผนงานวิจัยนี้เชื่อมโยงด้วย โครงการย่อยที่ 1 ศึกษากระบวนการปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติ กลุ่มแรกทัวร์มาลีนชนิดรูเบลไลต์มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาปรับปรุงสีของที่ติดสีม่วงหรือมืดให้เห็นสีแดงเด่นชัดขึ้น กลุ่มที่สองการลดสีม่วงในกลุ่มทัวร์มาลีนพาราอิบาเพื่อให้เห็นสีฟ้าสว่างเด่นชัดขึ้น และกลุ่มที่สามการลดสีเหลืองในเบริลชนิดอะความารีนเพื่อให้เห็นสีฟ้าน้ำทะเลเข้มเด่นชัดขึ้น และการควบคุมการเกิดการแตกร้าวของพลอย ลดความเสียหายจากมลทินของเหลวและของแข็งภายใน เมื่อพลอยได้รับอุณหภูมิที่สูงเกินไป โครงการย่อยที่ 2 การสร้างเครื่องพลาสมาอบอ่อน พัฒนาให้เหมาะกับการปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว โดยการพัฒนาให้เครื่องสามารถสร้างพลาสมาได้หลากหลายขึ้น ทั้งจากก๊าซเดี่ยวและก๊าซผสม เพิ่มระบบแม่เหล็กเพื่อควบคุมความเข้มข้นของพลาสมา เพิ่มระบบอบอ่อนพลอยกำหนดอุณหภูมิที่เหมาะสมขณะอาบพลาสมา และปรับปรุงส่วนต่างๆ ของเครื่อง ให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และใช้งานสะดวกปลอดภัย เพื่อเปิดโอกาสให้ผู้ประกอบการทดลองใช้ทดสอบประสิทธิภาพ ส่วน โครงการย่อยที่ 3 มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์พลอยด้วยเทคนิคระดับสูง เพื่อพัฒนาฐานข้อมูลการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว ต่อการประยุกต์ใช้กระบวนการพลาสมาอบอ่อนด้วยเงื่อนไขต่างๆ ด้วยเทคนิคพลาสมาอบอ่อน สามารถนำมาใช้ปรับปรุงคุณภาพพลอยในสามกลุ่มนี้ได้ดี เนื่องจากเป็นเทคนิคที่ใช้อุณหภูมิต่ำ สามารถสร้างสภาวะแวดล้อมได้ ทั้งแบบออกซิเดชั่นและรีดักชั่น ที่สภาวะความชื้นต่างๆ จึงสามารถทำได้ทั้งในการเพิ่มความใส การเพิ่มโทนสีหรือลดโทนสี พร้อมทั้งสามารถควบคุมไม่ให้เกิดความเสียหายของรอยแตกภายในเพิ่มขึ้นได้ โครงการย่อยทั้ง 3 ได้ร่วมกันสร้างองค์ความรู้ ด้านการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกล เชิงกายภาพ และเชิงแสง ของพลอยก่อนและหลังการปรับปรุงคุณภาพด้วยพลาสมาและการประเมินผลความคุ้มค่าให้แก่ผู้ประกอบการ เพื่อนำผลวิเคราะห์ เป็นฐานข้อมูลในการกำหนดเงื่อนไขการปรับปรุงคุณภาพสีพลอยตามที่ตลาดพลอยต้องการ เพื่อเพิ่มมูลค่าพลอยธรรมชาติทัวร์มาลีนและเบริลสำหรับอุตสาหกรรมอัญมณีเครื่องประดับ ในส่วนแผนงานวิจัย ได้บูรณาการโครงการย่อยทั้ง 3 จนได้ฐานข้อมูลกระบวนการพลาสมาอบอ่อนปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว รวมถึงการศึกษาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของแมงกานีสและเหล็ก ด้วยเทคนิค Synchrotron X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy ผลผลิตที่สำคัญ ได้แก่ เครื่องต้นแบบพลาสมาอบอ่อนระดับ SME ให้กับผู้ประกอบการเข้ามาร่วมวิจัย แลกเปลี่ยนความรู้ และมีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่อง และกระบวนการวิจัยในทุกขั้นตอน และหากสนใจสามารถสั่งผลิตเพื่อไปใช้งานในส่วนบุคลหรือวิสาหกิจชุมชน ต่อยอดเข้าสู่ผู้ประกอบกลุ่มธุรกิจขนาดย่อมด้านอัญมณีเครื่องประดับ เพื่อนำไปใช้พัฒนาคุณภาพพลอยเนื้ออ่อนต่อไปได้ นอกจากนั้น พลอยจากการปรับปรุงคุณภาพได้นำไปขึ้นตัวเรือนต้นแบบเครื่องประดับอัญมณีสะท้อนวัฒนธรรมและอัตลักษณ์ของจันทบุรี สอดคล้องกับแรงบันดาลใจของสุนทรีย์จักรราศี 12 รูปแบบ ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ออกแบบ 3 มิติ นวัตกรรมเครื่องประดับในชื่อผลงาน ลิขิตลัคนาศิริล้ำค่าจันทบูร สามารถนำคุณค่าจากวิถีชีวิตตลาดพลอยจันทบุรี ผสมผสานการพัฒนาอัญมณีและการออกแบบสร้างสรรค์ สร้างมูลค่าเครื่องประดับอัตลักษณ์ เป็นหนึ่งในการสร้างมูลค่าเศรษฐกิจสร้างสรรค์ของประเทศไทย

คำสำคัญ