Mia Heller นักเรียนมัธยมปลายวัย 18 ปี สามารถคิดค้นนวัตกรรม เครื่องแยกไมโครพลาสติก ที่สามารถกำจัดไมโครพลาสติกออกจากน้ำดื่มได้เกือบ 100%
แถมยังมีต้นทุนต่ำและบำรุงรักษาง่ายกว่าเครื่องกรองน้ำตามบ้านทั่วไปหลายเท่า (งานนี้เครื่องกรองธรรมดาจะเจ๊งไหมเนี่ย)
จุดเริ่มต้นของโปรเจกต์นี้เกิดจากปัญหาใกล้ตัว เมื่อนักเรียนรายนี้ พบข่าวว่าน้ำประปาในย่านที่เธออาศัยอยู่มีการปนเปื้อนของสาร PFAS และไมโครพลาสติกในระดับสูง แม้ครอบครัวของเธอจะติดตั้งระบบกรองน้ำขั้นสูงแล้ว แต่เธอก็สังเกตเห็นว่าคุณแม่ต้องคอยเปลี่ยนแผ่นกรองอยู่บ่อยครั้ง ซึ่งทั้งยุ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง และนี่คือจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนห้องครัวและโรงรถให้กลายเป็นห้องแล็บวิจัย
หัวใจสำคัญของนวัตกรรมนี้คือการใช้ Ferrofluid หรือน้ำมันแม่เหล็ก โดย Ferrofluid ที่เธอประดิษฐ์ขึ้นใช้น้ำมันคาโนลา เป็นส่วนผสมหลักและนำไปผสมกับผงแม่เหล็กที่หาซื้อได้ทั่วไป ซึ่งนอกจากจะช่วยจับพลาสติกได้ดีเพราะเป็นสารที่ไม่ชอบน้ำเหมือนกันแล้ว ยังปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าสารเคมีอุตสาหกรรม
Heller ออกแบบระบบให้ Ferrofluid เข้าไปจับตัวกับอนุภาคไมโครพลาสติกในน้ำ จากนั้นใช้พลังงานแม่เหล็กดึงเอาพลาสติกเหล่านั้นออกมา งงอ่ะดิ? แม่เหล็กดูดไมโครพลาสติกได้ไงว้าา
ปกติแล้วพลาสติกไม่ได้มีคุณสมบัติเป็นสารแม่เหล็กครับ ดังนั้นเราจึงเอาแม่เหล็กไปดูดมันตรง ๆ ไม่ได้ แต่ Ferrofluid ได้ถูกนำมาใช้มาเป็นกาวเชื่อมโยงครับ โดยหลักการทำงานคือ
1.ต้องเข้าใจว่า พลาสติกเกลียดน้ำ เพราะไมโครพลาสติกส่วนใหญ่มีคุณสมบัติ Hydrophobic คือไม่ชอบน้ำและไม่ละลายน้ำ แต่มันจะชอบจับตัวกับสารที่มีโครงสร้างคล้ายกัน อย่างพวกน้ำมันหรือสารที่ไม่มีขั้ว
2.Ferrofluid คือน้ำมันแม่เหล็ก ประกอบด้วยอนุภาคแม่เหล็กขนาดจิ๋ว ที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวตัวพาที่เป็นน้ำมัน
3.เมื่อคนเกลียดน้ำ มาเจอกันเมื่อ ตามหลักการ Like dissolves like หรือสารที่เหมือนกันจะดึงดูดกัน ตัว Ferrofluid ที่เป็นสายน้ำมัน จะเข้าไปหุ้มหรือเกาะติดกับอนุภาคไมโครพลาสติกทันที เพื่อหนีออกจากโมเลกุลของน้ำ
4.การแยกด้วยพลังแม่เหล็กตอนนี้ ไมโครพลาสติกไม่ได้อยู่ตัวคนเดียวแล้ว แต่มันถูกหุ้ม ด้วยชั้นแม่เหล็ก และเมื่อผ่านสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กจะดึงเอา Ferrofluid ออกมา ซึ่งแน่นอนว่ามันจะลากเอาไมโครพลาสติกที่ติดอยู่กับมันออกมาด้วยนั่นเอง
จากการทดสอบด้วยเซนเซอร์วัดความขุ่นที่เธอสร้างขึ้นเอง พบว่าต้นแบบเครื่องกรองนี้สามารถ กำจัดไมโครพลาสติกได้สูงถึง 95.52% ซึ่งเมื่อเทียบกับโรงงานบำบัดน้ำเสียมาตรฐานทั่วไปที่ทำได้เพียง 70-90% ถือว่าผลงานของเด็กมัธยมคนนี้ทำได้น่าทึ่งมาก
หลักการนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ที่คิดขึ้นลอย ๆ แต่เป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลแล้วครับ โดย Fionn Ferreira นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ชาวไอริช เคยชนะรางวัล Google Science Fair 2019 ด้วยหลักการเดียวกันนี้ โดยใช้น้ำมันพืช + ผงแม่เหล็ก และ Mia Heller ได้นำหลักการนี้มาพัฒนาต่อยอดให้เป็นระบบ Closed Loop ที่หมุนเวียนสารกลับมาใช้ใหม่ และเพิ่มประสิทธิภาพจนเกือบ 100% ซึ่งเป็นจุดที่นวัตกรรมของเธอเหนือกว่าต้นแบบในอดีตครับ
และจากนวัตกรรมที่ Heller คิดขึ้น ทำให้เธอได้รับรางวัล Patent and Trademark Office Society (PTOS) ในงาน Regeneron ISEF 2025 ด้วยครับ > https://isef.net/project/enev053-self-recycling-system-for-microplastic-removal
บางคนอาจสงสัยเรื่องต้นทุน ? หากเปรียบเทียบในแง่ของต้นทุนและความคุ้มค่ากับระบบกรองทั่วไป เครื่องกรองน้ำทั่วไปที่เราใช้กันตามบ้าน (เช่น ระบบ RO หรือ Carbon) มักจะมี ค่าใช้จ่ายแฝง ที่ผู้บริโภคต้องแบกรับในระยะยาว คือค่าเปลี่ยนไส้กรองทุก 6-12 เดือน ซึ่งอาจสูงถึงปีละ 1,000 – 3,000 บาท ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำ แถมไส้กรองพลาสติกเก่าที่ใช้แล้วยังกลายเป็นขยะที่ย่อยสลายยากและเป็นแหล่งสะสมของแบคทีเรียหากลืมเปลี่ยนตามกำหนด
แต่เครื่องกรองแม่เหล็กของ Mia Heller ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ Pain Point นี้โดยเฉพาะ ด้วยระบบ Membrane-free หรือการกรองไร้ไส้กรอง ทำให้ไม่มีชิ้นส่วนที่อุดตันได้ง่าย ต้นทุนหลักจึงย้ายมาอยู่ที่ตัว Ferrofluid ซึ่งเป็นสารที่ Mia พิสูจน์แล้วว่าสามารถผลิตเองได้จากน้ำมันพืชและผงแม่เหล็กราคาถูก และที่สำคัญคือมันมีสมบัติในการ รีไซเคิลตัวเอง ได้สูงถึง 87.15%
ทำให้ในแต่ละรอบการกรองเราแทบไม่ต้องทิ้งอะไรเลย แต่เป็นการหมุนเวียนสารเดิมกลับมาใช้ใหม่และเติม เฉพาะส่วนที่พร่องไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อพิจารณาในระยะยาว ระบบของ Mia จะมีต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่า ทั้งยังให้ประสิทธิภาพการกำจัดไมโครพลาสติกที่เสถียรกว่า (95.52%) เพราะไม่ต้องกังวลเรื่องประสิทธิภาพการกรองที่ลดลงตามการเสื่อมสภาพของรูพรุนในไส้กรองแบบเดิมครับ
แต่ทุกคนก็ต้องอย่าลืมนะว่า มันมีประสิทธิภาพสูง สำหรับกรองไมโครพลาสติกเท่านั้น แต่ไม่มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื่อโรคหรือแบคทีเรียหรือดักจับตะกอนบางอย่างที่ชอบน้ำ ซึ่งหากนำไปใช้จริง ก็อาจจะใช้ควบคู่กับเครื่องกรองอื่น ๆ ควบคู่ไปด้วยครับ บ้านไหนมีปัญหาเรื่องไมโครพลาสติก อันนี้ก็เหมาะสมมาก ๆ
ที่มา
