การศึกษาต้นกำเนิดของกระจกจืนและการประยุกต์ใช้เพื่อการบูรณะวัดในเขตพื้นที่ภาคเหนือ

ดร.ภัคนนันท์ 

กระจกจืนเป็นวัสดุตกแต่งสถาปัตยกรรมและศิลปกรรมที่มีเอกลักษณ์ของวัฒนธรรมล้านนาในภาคเหนือของประเทศไทย โดยพบการใช้งานอย่างแพร่หลายในวัดและศาสนสถาน เช่น งานประดับบนเครื่องไม้ งานปูนปั้น และองค์ประกอบสถาปัตยกรรมที่ต้องการผิวสะท้อนแสงและสีสันเพื่อเพิ่มความวิจิตรของลวดลาย กระจกชนิดนี้มีลักษณะเด่นจากการประกอบกันของชั้นกระจกบางกับชั้นโลหะตะกั่วด้านหลัง ทำให้สามารถตัดแต่งและดัดตามส่วนโค้งของพื้นผิวได้ง่าย อย่างไรก็ตาม กระจกจืนดั้งเดิมจำนวนมากมีอายุยาวนานและเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา การศึกษาคุณลักษณะทางวัสดุและกลไกการยึดเกาะระหว่างกระจกกับชั้นตะกั่วจึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจเทคนิคการผลิตดั้งเดิม และเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการพัฒนาวัสดุทดแทนที่เหมาะสมในการอนุรักษ์และบูรณะวัดในพื้นที่ภาคเหนือ 

งานวิจัยนี้มุ่งศึกษากระจกจืนดั้งเดิมและกระจกจืนที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้เป็นวัสดุทางเลือก โดยให้ความสำคัญกับโครงสร้างบริเวณรอยต่อระหว่างชั้นกระจกกับชั้นตะกั่ว (glass-to-lead interface) ซึ่งเป็นบริเวณสำคัญต่อความแข็งแรงและความคงทนของวัสดุ จากข้อมูลของงานวิจัย กระจกจืนมีชั้นกระจกที่มีตะกั่วเป็นองค์ประกอบซึ่งบางมากประมาณ 0.15-0.30 มิลลิเมตร และมีชั้นโลหะผสมตะกั่วด้านหลังหนาประมาณ 0.2-1 มิลลิเมตร โครงสร้างดังกล่าวทำให้กระจกสามารถตัดด้วยกรรไกรโลหะและดัดให้เข้ากับความโค้งของชิ้นงานไม้หรือพื้นผิวปูนที่พบในสถาปัตยกรรมล้านนาได้ 

รูปที่ 1 ตัวอย่างกระจกจืนดั้งเดิมและตัวอย่างบริเวณงานประดับในสถาปัตยกรรมล้านนา ซึ่งสะท้อนลักษณะการใช้งานกระจกสีร่วมกับงานไม้และงานปูนประดับในวัดพื้นที่ภาคเหนือ 

เพื่อศึกษาคุณสมบัติของวัสดุในระดับอะตอมและบริเวณรอยต่อ นักวิจัยใช้เทคนิควิเคราะห์ขั้นสูงหลายชนิดร่วมกัน ได้แก่ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) สำหรับศึกษาสถานะทางเคมีบริเวณผิว และ X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy สำหรับติดตามสภาวะแวดล้อมทางเคมีและลักษณะโครงสร้างเฉพาะที่ของธาตุในวัสดุ นอกจากนี้ยังใช้ scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) เพื่อตรวจสอบลักษณะจุลโครงสร้างและการกระจายตัวขององค์ประกอบธาตุในบริเวณรอยต่อระหว่างชั้นกระจกและชั้นตะกั่ว การบูรณาการเทคนิคเหล่านี้ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบกระจกจืนดั้งเดิมกับตัวอย่างทางเลือกหรือกระจกที่ผลิตขึ้นใหม่ได้อย่างเป็นระบบ 

รูปที่ 2 ตัวอย่างสเปกตรัมจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคซินโครตรอนของกระจกจืนดั้งเดิมและกระจกจืนที่ผลิตขึ้นใหม่ เพื่อเปรียบเทียบสภาพแวดล้อมทางเคมีของตะกั่วและลักษณะบริเวณรอยต่อของวัสดุ 

ผลการศึกษาพบการแพร่ของตะกั่วในบริเวณรอยต่อระหว่างกระจกกับชั้นตะกั่ว ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่อธิบายการยึดเกาะที่แข็งแรงระหว่างวัสดุทั้งสองชั้น ลักษณะดังกล่าวช่วยให้เข้าใจว่ากระจกจืนสามารถคงความเป็นชิ้นเดียวกันและทนต่อการใช้งานบนพื้นผิวสถาปัตยกรรมได้อย่างไร ขณะเดียวกัน การวิเคราะห์ด้วย SEM-EDS ในตัวอย่างกระจกจืนที่ผลิตขึ้นใหม่ยังระบุชั้นที่มีตะกั่วสูงบริเวณ glass-to-lead interface ได้อย่างชัดเจน แสดงให้เห็นว่าการผลิตวัสดุทดแทนสามารถสร้างโครงสร้างรอยต่อที่มีลักษณะใกล้เคียงหลักการของวัสดุดั้งเดิมได้ 

องค์ความรู้ที่ได้จากงานวิจัยมีความสำคัญต่อการอนุรักษ์มรดกทางวัฒนธรรม เพราะการบูรณะกระจกประดับในวัดไม่ควรพิจารณาเพียงสี รูปร่าง หรือความสวยงามภายนอกเท่านั้น แต่จำเป็นต้องเข้าใจองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างของชั้นวัสดุ และกลไกการยึดเกาะที่ทำให้กระจกจืนดั้งเดิมมีคุณสมบัติเฉพาะ การใช้ข้อมูลจากเทคนิคซินโครตรอนและการวิเคราะห์จุลโครงสร้างจึงช่วยสนับสนุนการเลือกวัสดุทดแทนและกระบวนการผลิตที่มีความเหมาะสมมากขึ้น ลดความเสี่ยงจากการใช้วัสดุที่ไม่เข้ากันกับของเดิม และช่วยให้การบูรณะสามารถรักษาทั้งคุณค่าทางศิลปกรรมและความถูกต้องทางวัสดุศาสตร์ได้ 

รูปที่ 3 ผลงานวิจัยเรื่อง “Characterization of the glass-to-lead interface of the original and alternative Lanna glass mosaic mirrors from northern Thailand” ซึ่งรายงานการศึกษารอยต่อระหว่างชั้นกระจกและชั้นตะกั่วของกระจกจืนดั้งเดิมและวัสดุทางเลือกจากภาคเหนือของประเทศไทย 

งานวิจัยนี้จึงเป็นตัวอย่างของการนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงมาสนับสนุนงานวิจัยชุมชนและพื้นที่ โดยเชื่อมโยงองค์ความรู้ด้านฟิสิกส์ วัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีแสงซินโครตรอน และการอนุรักษ์ศิลปกรรมเข้าด้วยกัน ผลการศึกษานอกจากช่วยอธิบายคุณลักษณะเฉพาะของกระจกจืนล้านนาแล้ว ยังสามารถใช้เป็นฐานข้อมูลสำหรับการพัฒนาวัสดุทดแทน การวางแนวทางบูรณะ และการถ่ายทอดองค์ความรู้สู่ช่าง นักอนุรักษ์ และชุมชนเจ้าของมรดกในพื้นที่ภาคเหนือ ทำให้การอนุรักษ์วัดและศิลปกรรมท้องถิ่นสามารถดำเนินไปบนพื้นฐานของข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และเคารพต่อคุณค่าดั้งเดิมของวัสดุ 

ได้รับทุนจากสำนักงานบริหารวิทยาศาสตร์ สังคมศาสตร์ มนุษยศาสตร์ และศิลปกรรมศาสตร์ แห่งประเทศไทย