คำถามที่พบบ่อย

แสงซินโครตรอนเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับแสงที่มาจากดวงอาทิตย์ แต่แสงซินโครตรอนนั้น คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากอนุภาคที่มีประจุ เช่น อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเกือบเท่าความเร็วแสง และถูกบังคับให้เลี้ยงโค้งด้วยสนามแม่เหล็กทำให้อิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานบางส่วนและปลดปล่อยออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่า “แสงซินโครตรอน”

แสงซินโครตรอนเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น เนบิวลาปูในอวกาศ คือ กลุ่มของฝุ่นและก๊าซในอวกาศที่บางส่วนอยู่ในรูปของไอออนประจุบวกและประจุลบ เมื่อประจุเหล่านี้มีการเคลื่อนที่เข้าหากันหรือออกจากกันด้วยความเร่ง ก็จะทำให้เกิดแสงซินโครตรอนในลักษณะเดียวกันกับการกำเนิดแสงซินโครตรอนด้วยเครื่องเร่งอนุภาคที่สร้างด้วยฝีมือมนุษย์

เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ณ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน จ.นครราชสีมา สามารถเร่งความเร็วอิเล็กตรอนได้ถึง 1,200 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ถือเป็นเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนรุ่นที่ 2.5

เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ณ จ.นครราชสีมา มีตารางการเดินเครื่องตลอด 24 ชม. 7 วันต่อสัปดาห์ โดยในแต่ละปีจะหยุดเดินเครื่อง 3 เดือน เพื่อปรับปรุงและพัฒนาประสิทธิภาพเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน

1. ปืนอิเล็กตรอน (Electron Gun)
2. เครื่องเร่งอนุภาคแนวตรง (Linear Accelerator : Linac)
3. เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลม (Booster Synchrotron)
4. วงกักเก็บอิเล็กตรอน (Storage Ring)
5. ระบบลำเลียงแสง (Beamlines : BL)
6. สถานีทดลอง (Experimental Station)
7. อุปกรณ์แทรก (Insertion Devices)

แสงซินโครตรอนที่ผลิตจากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนอาศัยเทคโนโลยีวิศวกรรม โดยมีวิธีการผลิตแสงซินโครตรอน ดังนี้

ขั้นตอนที่หนึ่ง คือ การผลิตอิเล็กตรอน โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าให้กับไส้โลหะของปืนอิเล็กตรอนจนร้อน จนทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา จากนั้นจึงใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าแรงสูงขั้วบวกในการดึงอิเล็กตรอนให้วิ่งไปในทิศทางเดียวกัน

ขั้นตอนที่สอง เป็นการเร่งความเร็วอิเล็กตรอนในแนวเส้นตรง ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคแนวตรงหรือ linac เพื่อเร่งอิเล็กตรอนมีความเร็วสูงในระดับที่ต้องการ (40 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์) จากนั้นป้อนอิเล็กตรอนนี้เข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลมหรือเครื่องซินโครตรอน

ขั้นตอนที่สาม อิเล็กตรอนภายในเครื่องซินโครตรอนจะถูกบังคับให้วิ่งเป็นวงกลมและ มีความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามพลังงานที่ต้องการ โดยใช้สนามแม่เหล็กบังคับอิเล็กตรอนเคลื่อนไปตามแนววงกลม จนกระทั่งมีพลังงานเท่ากับ 1,200 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์ (1.2 GeV) แล้วจึงถูกส่งต่อไปยังวงกักเก็บอิเล็กตรอนต่อไป

ขั้นตอนที่สี่ วงกักเก็บอิเล็กตรอน จะทำหน้าที่กักเก็บอิเล็กตรอนและผลิตแสงซินโครตรอน ประกอบด้วยแม่เหล็กชนิดต่างๆ ทำหน้าที่บังคับให้อิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้เคลื่อนที่ในทิศทางที่ต้องการภายในท่อสุญญากาศ โดยบริเวณที่เป็นแม่เหล็กบังคับเลี้ยวสองขั้ว (Bending magnet) จะเป็นบริเวณที่อิเล็กตรอนเลี้ยวโค้ง (มีความเร่ง) และปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเราเรียกว่า แสงซินโคร ตรอน เข้าสู่ระบบลำเลียงแสง

ขั้นตอนที่ห้า ระบบลำเลียงแสง จะทำหน้าที่ลำเลียงแสงซินโครตรอนมายังสถานีทดลองโดยที่ระหว่างทางจะมีการโฟกัสและคัดเลือกพลังงานแสง เพื่อให้บริการแก่นักวิทยาศาสตร์ในการใช้ประโยชน์กับงานวิจัยด้านต่าง ๆ ต่อไป

มีประมาณ 50 แห่งกว่า 20 ประเทศทั่วโลก
อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่ : https://www.slri.or.th/th/index.php/links-57/about-synchrotron-website.html

แสงซินโครตรอนมีความสว่างมากกว่าแสงในเวลากลางวันเป็นล้านเท่า มีความคมชัด ความเข้มสูง มีอำนาจการทะลุทะลวงสูงและมีขนาดของลำแสงเล็กมากเทียบเท่ากับระดับความหนาของเส้นผม ทำให้สามารถศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุได้ถึงระดับอะตอมหรือโมเลกุล นอกจากนี้ยังมีความยาวคลื่นต่อเนื่องครอบคลุมตั้งแต่ รังสีอินฟาเรด แสงที่ตามองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเลือกใช้ช่วงความยาวคลื่นเพื่อนำมาศึกษาในงานวิจัยด้านต่างๆ ตามที่ต้องการได้

แสงซินโครตรอนเกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุ เช่น อิเล็กตรอนให้มีความเร็วสูงใกล้เคียงความเร็วแสงและบังคับให้อิเล็กตรอนเลี้ยวเบนกระทันหัน อิเล็กตรอนจะเกิดการสูญเสียพลังงานและปลดปล่อยออกมาในรูปของแสงซินโครตรอนนั่นเอง ซึ่งมีทั้งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและที่ผลิตขึ้นด้วยฝีมือมนุษย์

ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง

ระบบลำเลียงแสง (Beamline) เป็นกลุ่มอุปกรณ์ที่นำส่งแสงซินโครตรอนจากวงกักเก็บอิเล็กตรอนไปยังสถานีทดลอง ระบบลำเลียงแสงโดยทั่วไปประกอบด้วยท่อสุญญากาศ (vacuum tube) กระจกรวมแสง (collimating mirror) ระบบคัดเลือกพลังงานแสง (monochromator) กระจกโฟกัสแสง (focusing mirror) ระบบสลิต (slit system) และอุปกรณ์อื่นๆ สำหรับการปรับแต่งลักษณะแสงให้ได้ตามความต้องการ ที่ปลายระบบลำเลียงแสง จะมีสถานีทดลองซึ่งมีระบบวัดสำหรับเทคนิคการทดลองเฉพาะด้าน

ปัจจุบัน สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน มีระบบลำเลียงแสงทั้งหมด 12 ระบบลำเลียงแสง 14 สถานีทดลอง ดังนี้

• ระบบลำเลียงแสงที่ 1.1W: Multiple X-ray Techniques

ระบบลำเลียงแสงที่รวมเทคนิคการทดลองที่ใช้รังสีเอกซ์ ทั้งการดูดกลืน การเลี้ยวเบน การกระเจิงมุมกว้าง และการเรืองรังสีเอกซ์ ไว้ด้วยกัน ทำให้สามารถทราบข้อมูลธาตุองค์ประกอบและโครงสร้าง เช่น โครงสร้างผลึกหรือโครงสร้างระดับอะตอมของตัวอย่างได้ครบถ้วนมากขึ้น รองรับงานวิจัยได้หลากหลายด้าน เช่น วัสดุศาสตร์ พลังงาน ธรณีวิทยา การเกษตร และ สิ่งแวดล้อม

• ระบบลำเลียงแสงที่ 1.2W: X-ray Imaging and X-ray Tomographic Microscopy (XTM)

เทคนิคการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สามมิติระดับจุลภาคด้วยเอกซเรย์ย่านพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอน เป็นเทคนิคที่ให้ผลวิเคราะห์ในรูปแบบภาพตัดขวางของตัวอย่างทึบแสงได้โดยไม่ทำลายตัวอย่าง สามารถนำไปวิเคราะห์คุณลักษณะและโครงสร้าง เช่น ความพรุน ตำหนิรอยร้าว หรือการกระจายขององค์ประกอบภายในของตัวอย่างได้แบบสามมิติ

• ระบบลำเลียงแสงที่ 1.3W: Small/Wide Angle X-ray Scattering (SAX/WAX)

เทคนิคการกระเจิงรังสีเอกซ์มุมเล็ก/มุมกว้าง สำหรับศึกษาโครงสร้างผลึก เช่น การระบุเฟสของสสาร การหาเปอร์เซนต์ความเป็นผลึก และใช้ศึกษาโครงสร้างของสสารในระดับนาโนเมตร เช่น การดูขนาดและรูปร่างของอนุภาคนาโนหรือโปรตีน

• ระบบลำเลียงแสงที่ 2.2: Time-Resolved X-ray Absorption Spectroscopy (TRXAS)

เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์แบบติดตามเวลา สำหรับศึกษาติดตามการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวอย่างในระดับอะตอม ภายใต้อิทธิพลของสภาวะแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความดันแก๊ส กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ ใช้ในการศึกษาการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี เซลล์เชื้อเพลิง แบตเตอรี่ เป็นต้น

• ระบบลำเลียงแสงที่ 3.2Ua: Photoelectron Emission Spectroscopy (PES)

เทคนิคการวัดการปลดปล่อยอิเล็กตรอน เป็นเทคนิคที่ใช้แสงซินโครตรอน ในย่านอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ เพื่อศึกษาค่าพลังงานอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาพื้นผิวของตัวอย่างเมื่อแสงซินโครตรอนมาตกกระทบ เช่น การตรวจหาการเจือปนและโครงสร้างทางเคมีบริเวณพื้นผิวของตัวอย่าง เป็นต้น

• ระบบลำเลียงแสงที่ 3.2Ub: Photoemission Electron Microscopy (PEEM)

เทคนิคการถ่ายภาพการปลดปล่อยอิเล็กตรอน เป็นเทคนิคสร้างภาพจากอิเล็กตรอนที่ปลดปล่อยออกจากผิวหน้าตัวอย่างเมื่อแสงซินโครตรอนตกกระทบ สามารถเลือกถ่ายภาพเฉพาะบริเวณที่สนใจได้ในระดับนาโนเมตร ทั้งยังศึกษาองค์ประกอบทางเคมีในบริเวณต่างๆ ที่กำลังถ่ายภาพได้ทันที เช่น การศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนชั้นเคลือบบนโลหะ

• ระบบลำเลียงแสงที่ 4.1: IR Spectroscopy and Imaging (IR)

เทคนิคการดูดกลืนรังสีอินฟราเรด เป็นเทคนิคเพื่อใช้วิเคราะห์ตรวจสอบและศึกษาโครสร้าง หมู่พันธะทางเคมีที่แสดงคุณสมบัติเฉพาะทำให้สามารถจำแนกชนิดของโครงสร้าง และพันธะเคมีได้ เพื่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาง อาหาร ยาและเครื่องสำอางนอกจากนี้ยังสามารถใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อินฟราเรดในการศึกษาสารตัวอย่างที่มีขนาดเล็ก เช่น เซลล์พืช เซลล์สัตว์ เส้นผม และเส้นใย เป็นต้น

• ระบบลำเลียงแสงที่ 5.1 WB XAS - ASEAN Beamline (XAS)

เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ แตกต่างจากระบบลำเลียงแสงอื่นตรงที่โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอนจากอุปกรณ์แทรกชนิดตัวนำยิ่งยวดความเข้มสนามแม่เหล็ก 3.5T ซึ่งให้พลังงานรังสีเอกซ์ที่สูงกว่า คือ ตั้งแต่พลังงาน 5 – 25 keV และมีความเข้มแสงมากกว่า สำหรับศึกษาโครงสร้างระดับอะตอมและองค์ประกอบทางเคมีของธาตุต่างๆ โดยระบบลำเลียงแสงนี้เปิดให้บริการทั้งผู้ใช้ทั้งในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงจากภาควิชาการและภาคเอกชน

• ระบบลำเลียงแสงที่ 5.2: X-ray Absorption Spectroscopy (SUT-NANOTEC-SLRI XAS Beamline) (XAS)

เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ สำหรับการศึกษาโครงสร้างระดับอะตอม ชนิดและองค์ประกอบทางเคมีของธาตุ ทั้งยังสามารถบอกการจัดเรียงตัวของอะตอมรอบๆ ได้ เหมาะสำหรับการวิจัยที่หลากหลาย วิจัยตัวอย่างได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

• ระบบลำเลียงแสงที่ 5.3: X-ray Photoemission Spectroscopy (XPS)

เทคนิคการปลดปล่อยอิเล็กตรอนด้วยรังสีเอกซ์ สำหรับการวิเคราะห์ธาตุและองค์ประกอบทางเคมีบริเวณพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ได้กับวัสดุหลากหลายชนิด อาทิ โลหะ แก้ว เซรามิกส์ พลาสติก และ สารกึ่งตัวนำ เป็นต้น

• ระบบลำเลียงแสงที่ 6a: Deep X-Ray Lithography (DXL)

เทคนิคการอาบรังสีเอกซ์ เพื่อการผลิตชิ้นส่วนจุลภาคสามมิติระดับไมโครเมตร (1 ใน 1,000 มิลลิเมตร) เทคนิคนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมด้านต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนจักรกลขนาดเล็ก เฟืองนาฬิกา เซนเซอร์ แม่พิมพ์ชิ้นส่วนจุลภาค รวมถึงศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเมื่อวัตถุถูกอาบด้วยรังสีเอกซ์

• ระบบลำเลียงแสงที่ 6b: Micro-X-ray Fluorescence (XRF)

เทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์ สำหรับการศึกษาชนิดและการกระจายตัวของธาตุ เพื่อใช้ตรวจสอบและติดตามองค์ประกอบของธาตุในระดับอะตอม เช่น หิน โลหะ หรือตัวอย่างของสิ่งมีชีวิต เช่น ใบไม้ ต้นไม้ อกจากนี้สามารถศึกษาการกระจายตัวของธาตุต่างๆ ได้โดยการสร้างภาพการเรืองรังสีเอกซ์อีกด้วย

• ระบบลำเลียงแสงที่ 7.2W: Macromolecular Crystallography (MX)

เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ สำหรับศึกษาโครงสร้างสามมิติของสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน และกรดนิวคลีอิก เพื่อเข้าใจหน้าที่ และกลไกการทำงานของโปรตีน และสารต่างๆ ที่เข้าทำปฏิกิริยากับโปรตีน อันมีความสำคัญยิ่งต่อการวิจัยทางด้านชีวเคมี เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ต่างๆ และการศึกษาโครงสร้างโปรตีนที่เป็นเป้าหมายยา เป็นต้น

• ระบบลำเลียงแสงที่ 8: X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)

เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ สำหรับการศึกษาชนิดของธาตุและการจัดเรียงตัวของอะตอมรอบๆ อะตอมของธาตุที่สนใจ นอกจากนั้นยังใช้ในการระบุสถานะออกซิเดชันของธาตุ รวมถึงศึกษาลักษณะพันธะเคมีสมมาตร และโคออดิเนชัน ที่ช่วงพลังงาน 1 ถึง 13 KeV สามารถนำไปใช้ในงานวิจัยด้าน เซรามิกส์ไฟฟ้า สารเร่งปฏิกิริยา วัตถุโบราณ ซัลเฟอร์ ในผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและฟอสฟอรัสในดิน เป็นต้น

1) MXT (BL1.1W: Multiple X-ray techniques) : mxt_bl@slri.or.th

2) XTM (BL1.2W: X-ray Imaging and X-ray Tomographic Microscopy): xtm_bl@slri.or.th

3) SAXS (BL1.3W: Small Angle X-ray Scattering) : saxs_waxs_bl@slri.or.th

4) TRXAS (BL2.2: Time-resolved X-ray Absorption Spectroscopy) : trxas_bl@slri.or.th

5) PES (2Ua: Photoelectron Emission Spectroscopy) : pes_bl@slri.or.th

6) PEEM (BL3.2Ub : PEEM Photoemission Electron Microscopy) : peem_bl@slri.or.th

7) IR (BL4.1: IR Spectroscopy and Imaging : ir_bl@slri.or.th

8) XAS (1: X-ray Absorption Spectroscopy(ASEAN Beamline)) : sut-nano_bl@slri.or.th

9) XAS (2: X-ray Absorption Spectroscopy(SUT-NANOTEC-SLRI Beamline)) : ASEAN_bl@slri.or.th

10) XPS (5.3: : X-ray Photoemission Spectroscopy) : xps_bl@slri.or.th

11) DXL(BL6a: Deep X-ray Lithography) : dxl_bl@slri.or.th

12) XRF(BL6b: micro-X-ray Fluorescence) : xrf_bl@slri.or.th

13) MX(BL7.2W: Macromolecular Crystallography) : mx_bl@slri.or.th

14) XAS(BL8: X-ray Absorption Spectroscopy) : xas_bl@slri.or.th

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านการแพทย์ด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• แสงซินโครตรอนกับงานวิจัยโรคมะเร็ง

 ใช้เป็นเครื่องมือในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงเชิงลึกที่เกิดขึ้นภายในเซลล์มะเร็ง ช่วยให้ได้ข้อมูลแบบใหม่เพิ่มขึ้นมาจากวิธีปกติ และให้ผลที่รวดเร็วและแม่นยำกว่า เช่น การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชีวโมเลกุลในเซลล์มะเร็งเต้านมโดยใช้โปรตีนสกัดจากดักแด้ไหม เป็นต้น

• แสงซินโครตรอนกับงานวิจัยเซลล์ต้นกำเนิด (สเต็มเซลล์)

ใช้เป็นเครื่องมือบ่งชี้ในการตรวจวิเคราะห์และติดตามการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิดไปเป็นเซลล์เป้าหมายได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดข้อจำกัดในการวิเคราะห์ทางชีวโมเลกุลที่ปกติมีค่าใช้จ่ายสูง ลดขั้นตอนและต้นทุนในการตรวจชี้

• แสงซินโครตรอนกับงานวิจัยกระดูก

ใช้แสงซินโครตรอนวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกระดูก เช่น การวิเคราะห์กระดูกอ่อนผิวข้อและกระดูกใต้ผิวข้อ เพื่อศึกษาพยาธิสภาพของการเกิดโรคข้อเข่าเสื่อม ช่วยให้สามารถพิสูจน์ทราบสาเหตุของการเกิดโรค เป็นต้น

• แสงซินโครตรอนกับงานวิจัยพัฒนายา เช่น

การใช้แสงซินโครตรอนในการศึกษาการจัดเรียงโมเลกุลของแป้งเม็ดมะขามสำหรับผสมตัวยารักษาโรค เพื่อควบคุมอัตราการปล่อยตัวยาภายหลังการบริโภค

การใช้แสงซินโครตรอนในย่านรังเอกซ์พลังงานสูงเพื่อหาโครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ Triosephosphate Isomerase จากเชื้อ Leishmania siamensis ซึ่งทำให้รู้ถึงกลไกการทำงานของโปรตีนมุ่งเป้า อันจะเป็นประโยชน์ในการออกแบบตัวยาที่จะยับยั้งเชื้อก่อโรคต่อไป เป็นต้น

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านอาหารและการเกษตรด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• การตรวจสอบสายพันธุ์ไก่โคราชแท้

การใช้แสงซินโครตรอนในย่านรังสีอินฟราเรดตรวจสอบสายพันธุ์ไก่นี้ เปรียบเสมือนการตรวจสอบลายพิมพ์นิ้วมือของตัวอย่างเนื้อไก่แต่ละพันธุ์ สามารถใช้จำแนกความแตกต่างของคุณภาพของเนื้อสัตว์ได้

• การศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของข้าวไทย

เราสามารถใช้แสงซินโครตรอนวิเคราะห์การสะสมธาตุอาหารในเมล็ดข้าวได้ว่า เป็นธาตุชนิดใดบ้าง กระจายตัวอยู่อย่างไร รวมทั้งศึกษาข้อมูลโครงสร้างในระดับเซลล์ของเมล็ดข้าวได้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงและพัฒนาพันธุ์ข้าวไทยให้มีคุณค่าทางโภชนาการสูงขึ้นต่อไป

• การใช้แสงซินโครตรอนวิเคราะห์หาสาเหตุของโรคเปลือกไม้ในยางพารา

โดยการวิเคราะห์ใบของต้นยางพาราปกติและที่เป็นโรคเปลือกไม้ ด้วยแสงซินโครตรอนในย่านรังสีเอกซ์ เพื่อใช้เป็นข้อมูลประกอบการหาสาเหตุของโรคพืชต่อไป

• การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสารชีวโมเลกุลภายในเซลล์ของพริกที่ถูกชักนำด้วยเชื้อแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ ให้เกิดความต้านทานโรคกุ้งแห้งในพริก ทดแทนการใช้สารเคมีในการกำจัดโรคพืช ซึ่งเป็นอีกทางเลือกในการลดปัญหาสารเคมีตกค้างในพริก

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• การศึกษาการสะสมของแคดเมียมในต้นข้าว

การใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์และการเรืองรังสีเอกซ์ ในการศึกษาการสะสมปริมาณแคดเมียมในต้นข้าว ที่มีการใช้จุลินทรีย์ตรึงโลหะหนักจำพวกแคดเมียม ให้เปลี่ยนแคดเมียมคลอไรด์ที่มีความเป็นพิษและละลายน้ำได้ดี เป็นแคดเมียมซัลไฟล์ที่ไม่เป็นพิษและไม่ละลายน้ำ ลดการถูกดูดซึมไปในข้าว

• การศึกษาการดูดซับโลหะแคดเมียมและสังกะสีของต้นว่านมหากาฬ การใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ศึกษาการดูดซับโลหะแคดเมียมและสังกะสีของต้นว่านมหากาฬ ที่ทีการกระจายตัวในส่วนต่าง ๆ ของลำต้น สำหรับการนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดด้านสิ่งแวดล้อมในดิน

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านพลังงานด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาหรับการแยกโมเลกุลน้ำเพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจนสำหรับทำเซลล์เชื้อเพลิง : การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการแยกโมเลกุลน้ำเพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจนสำหรับทำเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) โดยใช้แสงซินโครตรอน เซลล์เชื้อเพลิงเป็นพลังงานทางเลือกที่น่าสนใจเนื่องจากเป็นพลังงานที่สะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพราะแหล่งของสารตั้งต้นที่นำมาใช้ในการผลิตพลังงานในกระบวนการนี้คือ น้ำและพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งมีอยู่อย่างไม่จำกัด
• การเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ชนิดไอออนลิเทียม : แบตเตอรี่ชนิดไอออนลิเทียม กำลังเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรดาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นักวิจัยจึงประยุกต์ใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์จากแสงซินโครตรอนเพื่อศึกษาและพัฒนาศักยภาพของวัสดุชนิดใหม่ที่จะนำมาใช้เป็นขั้วบวกและขั้วลบในแบตเตอรี่ชนิดนี้ โดยมุ่งหวังเพิ่มประสิทธิภาพการกักเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ให้ใช้งานได้ยาวนานยิ่งขึ้น

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านอัญมณีด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• การศึกษาธาตุสำคัญที่มีในไพลิน โดยธาตุที่ให้สีสำคัญคือเหล็กจะมีมากกว่าไทเทเนียมในธรรมชาติ และสามารถหาเลขสถานะออกซิเดชั่นของธาตุให้สีสำคัญพบว่าเป็น Fe3+ และ Ti4+
• การหาสาเหตุของการเปลี่ยนสีของไข่มุกน้ำจืด เมื่อผ่านการอาบรังสีแกมม่า ธาตุแมงกานีสในไข่มุกมีการเปลี่ยนแปลงสถานะทางเคมี ทำให้เกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของโครงสร้างของสารประกอบของแมงกานีสในไข่มุก ทำให้สีของไข่มุกเปลี่ยนจากสีขาวกลายเป็นสีทอง และถ้าผ่านการอาบรังสีปริมาณมากขึ้นสีของไข่มุกก็จะเข้มขึ้นจนกลายเป็นสีดำ
• การประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอน เพื่อเพิ่มมูลค่าของไข่มุกน้ำจืด เป็นการสร้างนวัตกรรมใหม่ที่ได้ยื่นจดสิทธิบัตรต่อกรมทรัพย์สินทางปัญญาแล้ว ๒ ฉบับ

ไข่มุกสีทอง นวัตกรรมต้นแบบในการเปลี่ยนสีไข่มุกน้ำจืดสีขาวเป็นสีทอง

ไข่มุกพิมพ์ลาย อาศัยเทคโนโลยีในการพิมพ์ลายที่วิจิตรประณีตในระดับไมโครเมตร

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ด้านโบราณคดีด้วยแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• ไขปริศนากระจกเกรียบโบราณ

การศึกษาคุณสมบัติของกระจกเกรียบโบราณด้วยแสงซินโครตรอน เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีว่า กระจกเกรียบแต่ละสีว่ามีองค์ประกอบด้วยธาตุชนิดใดบ้าง มีปริมาณเท่าไร ด้วยเทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์ นอกจากนี้ได้ศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับการเรียงตัวของโครงสร้างอะตอมของธาตุองค์ประกอบเหล่านั้น ด้วยเทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ อันจะนำไปสู่การบูรณะวัดพระศรีรัตนศาสดารามได้อย่างสมบูรณ์ต่อไป

• ศึกษาวิจัยคุณสมบัติของเครื่องปั้นดินเผาบ้านเชียงด้วยแสงซินโครตรอน เพื่อนำไปแยกแยะความแตกต่างระหว่างเครื่องปั้นดินเผาบ้านเชียงของแท้และของที่ทำเลียนแบบขึ้นมา โดยใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ สู่การพัฒนาวิธีการแยกแยะเครื่องปั้นดินเผาบ้านเชียงของแท้และของทำเทียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

♦ ตัวอย่างงานวิจัยชั้นนำจากการใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอน

• วารสาร Nature Materials ซึ่งมีค่า JIF สูงถึง 39.737 ซึ่งเป็นงานวิจัยโดย ผศ. ดร. วรวัฒน์ มีวาสนา แห่งสำนักวิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เกี่ยวกับการวิจัยสนิมโลหะ
• วารสาร Advanced Energy Materials ซึ่งมีค่า JIF เท่ากับ 16.721 ซึ่งเป็นงานวิจัยโดย ผศ. ดร. นงลักษณ์ มีทอง แห่งภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น เกี่ยวกับการพัฒนาแบตเตอรี่
• ผลงานของ รศ. ดร. ทรงพล กาญจนชูชัย แห่งภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งทำงานวิจัยเกี่ยวกับการเกิดโครงสร้างจุลภาคซึ่งเคลื่อนที่ได้บนพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำ ขึ้นเป็นหน้าปกของวารสาร
• งานวิจัยของ รศ. ดร. มนตรี สว่างพฤกษ์ แห่งศูนย์ Frontier Research Center สถาบันวิทยสิริเมธี ซึ่งทำงานวิจัยเกี่ยวกับการคิดค้นวัสดุคอมโพสิทโดยมีองค์ประกอบของกราฟีนออกไซด์และโลหะออกไซด์อื่นๆ ขึ้นเป็นหน้าปกของวารสาร

♦ ตัวอย่างการใช้ประโยชน์แสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องเพื่ออุตสาหกรรม

- บริษัทเจริญโภคภัณฑ์อาหาร จำกัด (มหาชน) หรือ CPF : หาที่มาของจุดขาวบนเปลือกกุ้ง ซึ่งเกิดจากผลึกของธาตุแคลเซียมแยกตัวออกมาจากโครงสร้างไคติน เนื่องจากการสูญเสียน้ำจากเปลือกกุ้ง ที่อุณหภูมิต่ำเป็นระยะเวลานาน โดยข้อมูลนี้สามารถนำไปช่วยในการจัดการเก็บรักษาและจำหน่ายกุ้งแช่แข็ง รวมถึงเพิ่มมูลค่าการส่งออกกุ้งแช่แข็งได้กว่า 1,350 ล้านบาท

- บริษัท เบทาโกร จำกัด (มหาชน) : ศึกษาคุณภาพเนื้อสุกรภายใต้เครื่องหมายการค้า S-Pure จากสายพันธุ์ที่แตกต่างกันในเชิงคุณสมบัติทางกายภาพและคุณค่าทางโภชนาการ พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างโปรตีนของเนื้อที่ปรุงสุกในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน และส่งผลต่อการย่อยอาหารของผู้บริโภค

- บริษัท อุตสาหกรรมแป้งมันบ้านโป่ง : วิจัยและพัฒนาการผลิตกลูแคนจากแป้งมัน โดยทำการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์จากสภาวะการผลิตที่หลากหลาย เพื่อให้ทราบถึงสภาวะการผลิตที่ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ ใช้ในการผลิตอาหารเหลวสำหรับผู้ป่วย หรือใช้เป็นสารเคลือบกลิ่นรส เป็นต้น

- บริษัทสงวนวงษ์ อุตสาหกรรม จำกัด : วิจัยและพัฒนากระบวนการผลิตไฟเบอร์คุณภาพสูงจากกากมันสำปะหลัง เพื่อสามารถกำหนดกระบวนผลิตที่ให้คุณสมบัติไฟเบอร์ตรงตามความต้องการสูงสุด

- บริษัท ไทยโพลิเอททีลีน จำกัด : ศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึก จากการพัฒนาสูตรการผลิตผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกชนิดใหม่ นำไปสู่การพัฒนาปรับปรุงผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกที่สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้า และสามารถเพิ่มยอดขายได้กว่า 60 ล้านบาท/ปี

- บริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี จำกัด (มหาชน) : วิเคราะห์หาสาเหตุการเกิดลายไม้บนเหล็ดรีดร้อน รวมถึงร่วมหาวิธีแก้ไขในประบานการผลิต ซึ่งสามารถลดการเกิดของเสียกว่า 24.2 ล้านบาท/ปี พร้อมกันนี้ยังทำการศึกษาสาเหตุการเกิดสีดำที่ผิวของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ได้สีตามมาตรฐาน สามารถลดมูลค่าความเสียหายได้อย่างน้อย 16.74 ล้านบาท/ปี

- บริษัทอีตันอินดัสทรีส์ (ประเทศไทย) จำกัด : ร่วมปรับปรุงและพัฒนาผลิตภัณฑ์ ด้ามจับไม้กอล์ฟ (Golf grip) ที่เกิด Blooming ของผลึกสีขาวบนผิวของด้ามจับไม้กอล์ฟ จึงนำไปสู่การปรับปรุงสูตรการผลิตที่เหมาะสม ลดการสูญเสียที่จะเกิดขึ้นจากการผลิตกว่า 28 ล้านบาท/ปี

- บริษัท เบนช์มาร์ค อิเลคทรอนิคส์ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) : วิเคราะห์หาองค์ประกอบทางเคมีของสารปนเปื้อนบน Chip Component หาวิธีป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตต่อไป งานวิจัยนี้ สามารถเพิ่มความเชื่อมั่นของลูกค้า และลดความสูญเสียจากการผลิตกรณีลูกค้าไม่ส่งคืนสินค้า กว่า 180,000 บาท

1. การศึกษากระจกเกรียบโบราณของไทยจากวัดพระแก้ว ด้วยแสงซินโครตรอน
2. การศึกษาการจัดเรียงโมเลกุลแป้งเม็ดมะขามสำหรับผสมตัวยารักษาโรค
3. การพัฒนาชุดแสดงผลอักษรเบรลล์ 10 เซลล์สำหรับผู้พิการทางสายตา
4. การแก้ปัญหาการเกิดลายไม้ (Wood grain) บนเหล็กรีดร้อน
5. การคัดแยกสายพันธ์ไก่เนื้อโคราช ด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อินฟราเรด
6. การค้นพบโลหะออกไซด์ KTaO_3ที่มีชั้นอิเล็กตรอนที่นำไฟฟ้าที่ผิวด้วยแสงซินโครตรอน

1. วิจัยเกี่ยวกับแสงซินโครตรอนและการใช้ประโยชน์จากแสงซินโครตรอน
2. ให้บริการแสงซินโครตรอนและเทคโนโลยีด้านแสงซินโครตรอน
3. ส่งเสริมการถ่ายทอดและการเรียนรู้เทคโนโลยีด้านแสงซินโครตรอน

สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2539 โดยใช้ชื่อว่า “ศูนย์ปฏิบัติการวิจัยเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนแห่งชาติ” ต่อมา เมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2551 ได้มีพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)

มีทั้งสิ้น 200 คน (ข้อมูล ณ วันที่ 4 มิถุนายน 2562) สามารถดูโครงสร้างองค์กรเพิ่มเติมได้ที่นี่ : https://www.slri.or.th/th/index.php/home/organizational-structure.html

♦ เครื่องแสดงผลอักษรเบรลล์ 20 เซลล์

สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) เครื่องต้นแบบแสดงผลอักษรเบรลล์20 เซลล์เป็นงานวิจัยที่พัฒนาต่อยอดจากโครงการงานวิจัยชุดแสดงผลอักษรเบรลล์ ขนาด 3 เซลล์ ในปี 2556 เพื่อสร้างประโยชน์ให้กับผู้พิการทางสายตาและสังคม เครื่องต้นแบบแสดงผลอักษรเบรลล์ 20 เซลล์นั้น พัฒนาการทำงานด้วยหลักการเคลื่อนที่ขึ้นลงของจุดแสดงผลที่ซ่อนอยู่ภายในหน้าจอสัมผัส โดยอาศัยวัสดุเพียโซอิเล็กทริคและการควบคุมแรงดันไฟฟ้า จุดแสดงผลแต่ละจุดที่ทำงานแยกจากกัน จะเคลื่อนที่ขึ้นโดยปลายด้านบนสุดจะโผล่ขึ้นเหนือหน้าจอสัมผัสประมาณ 0.5 มิลลิเมตร ทำให้ปลายนิ้วสามารถสัมผัสได้การเคลื่อนที่ของแต่ละจุดจะถูกควบคุมด้วยวงจรไฟฟ้าที่มีโปรแกรมแปลงจากอักษรปกติเป็นรหัสอักษรเบรลล์ โดยเครื่องต้นแบบที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถอ่านข้อมูลได้จากหน่วยความจำภายนอก (SD card) หรือเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เพื่ออ่านไฟล์ข้อความ รวมทั้งการอ่านตัวอักษรจากหน้าเว็บไซด์ทั่วไปได้เครื่องแสดงผล อักษรเบรลล์ได้ผ่านการทดสอบกับผู้พิการทางสายตา พบว่าสามารถแสดงผลได้ถูกต้องถึง 97% ซึ่งนำไปพัฒนาต่อยอดเพื่อผลิต เชิงพาณิชย์ให้มีต้นทุนต่ำกว่าการนำ เข้าจากต่างประเทศ ช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้พิการทางสายตา

♦ ไข่มุกสีทอง ด้วยแสงซินโครตรอน

คณะนักวิทยาศาสตร์จาก BL8 สถาบันฯ ร่วมมือกับ อาจารย์สรพงศ์ พงศ์กระพันธุ์ นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ได้ทำการค้นคว้าวิจัย เพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมอัญมณีไทย เช่น การใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ศึกษาพลอยไพลิน การทำความเข้าใจองค์ประกอบที่มีผลต่อสีของโทแพซ และการหาธาตุที่เป็นองค์ประกอบในกลไกการ เปลี่ยนสีของไข่มุกดำ เป็นต้น จากการใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ศึกษาไข่มุกนั้น นำไปสู่องค์ความรู้ใหม่ในการสร้างนวัตกรรมไข่มุก สีทอง สร้างขึ้นจากการฉายแสงซินโครตรอน เพื่อเปลี่ยนจากไข่มุกน้ำจืดทั้งจากธรรมชาติและไข่มุกเลี้ยง เปลี่ยนเป็นสีทองเฉพาะที่โดดเด่นได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นแห่งแรกและแห่งเดียวในโลก โดยไม่ไปบดบังหรือทำลายคุณสมบัติที่ดีอื่น ๆ ของไข่มุก เช่น น้ำหนัก ความแวววาว และกระบวนการนี้ไม่มีรังสีตกค้าง จึงมั่นใจได้ในด้านความปลอดภัย สามารถเพิ่มมูลค่าของไข่มุกน้ำจืดสีขาวที่ปกติมีมูลค่าต่ำ ให้มีมูลค่าเพิ่มสูงขึ้นได้

♦ ไฟเบอร์คุณภาพสูงจากกากมันสำปะหลัง

สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ให้คำปรึกษาและวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีของไฟเบอร์ให้แก่บริษัท สงวนวงษ์อุตสาหกรรม จำกัด ซึ่งเป็นผู้ผลิตและจำหน่ายแป้งมันสำปะหลังที่ใหญ่ที่สุดในเอเชีย เพื่อทำการพัฒนากระบวนการผลิตไฟเบอร์ ให้ไฟเบอร์ให้มีสีขาวมากขึ้น ลดปริมาณไซยาไนต์ และมีคุณสมบัติอื่นๆ ตามที่ต้องการโดยใช้เทคนิค FTIR spectroscopy ให้ข้อมูลความเป็นเอกลักษณ์ของไฟเบอร์ที่ผลิตด้วยกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันได้ โดยให้ข้อมูลของเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสลิกนิน และบอกถึงสัดส่วน อะไมโลสและอะไมโลเพคตินและสารประกอบทางเคมีอื่นๆ ได้ช่วยให้สามารถกำหนดกระบวนการผลิตที่เหมาะสม ผลิตภัณฑ์ที่ได้สามารถนำไปผสมกับอาหารประเภทต่างๆ และเพิ่มยอดขายให้แก่บริษัทฯ ได้มากขึ้น

♦ “เอสซีจี เคมิคอลส์” พัฒนาสารเติมแต่งจากน้ำมันหนักกระบวนการปิโตรเคมี

บริษัท เอสซีจีเคมิคอลส์ จำกัด พัฒนาผลิตภัณฑ์ชนิดใหม่ที่ได้จากการแปรรูปน้ำมันหนักจากกระบวนการปิโตรเคมีโดยใช้เทคนิค X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) และ X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) จากแสงซินโครตรอนวิเคราะห์พื้นผิวของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน (ของแข็ง) เพื่อศึกษาชนิดของธาตุ หรือโลหะต่างๆ สถานะ ออกซิเดชันของธาตุและหมู่โครงสร้างของสารประกอบที่มีอยู่ในสารประกอบไฮโดรคาร์บอนนั้นเพื่อเป็นข้อมูลในการพัฒนาเป็นสารเติมแต่งหรือแปรรูปน้ำมันหนักที่เกิดจากกระบวนการปิโตรเคมีทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่สามารถเพิ่มยอดขายได้โดยจากเดิมที่สามารถจำหน่ายได้ประมาณ 8,000 ตัน/ปีใน ราคาประมาณ 450 ดอลลาร์สหรัฐ/ตัน และผลิตภัณฑ์ที่ปรับปรุงขึ้นมาใหม่ สามารถเพิ่มราคาขึ้นเป็น 550 ดอลลาร์สหรัฐ/ตัน หรือเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 22 ทำให้เกิดมูลค่าเพิ่มประมาณ 0.8 ล้านดอลลาร์สหรัฐ/ปี หรือ 24 ล้านบาท/ปี

♦ ขนไก่ป่นอาหารสัตว์โปรตีนคุณภาพสูง

บริษัท ศูนย์วิทยาศาสตร์เบทาโกร จำกัด ร่วมกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้พัฒนาอาหารสัตว์จากขนไก่ป่น โดยการผลิตจากการย่อยด้วยเอ็นไซม์เคอราติเนส เพื่อให้สัตว์ดูดซึมได้ดีขึ้น ในการคัดเลือกสภาวะการผลิตที่เหมาะสมจำเป็นต้องตรวจสอบโครงสร้างที่เปลี่ยนไปของโปรตีน สถาบันฯ ได้ให้ความร่วมมือในงานวิจัยศึกษาสภาวะที่เหมาะสมดังกล่าว โดยการวิเคราะห์ด้วยแสงอินฟราเรดเพื่อให้ทราบโครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีน ซึ่งสัมพันธ์กับคุณสมบัติในการย่อย หรือคุณภาพทางการบริโภคและเพื่อพัฒนาเป็นฐานข้อมูลที่ใช้ในการตรวจสอบการผลิตต่อไป การศึกษานี้จึงเป็นการเพิ่มมูลค่าให้แก่บริษัท ซึ่งเป็นการใช้ประโยชน์จากผลิตผลพลอยได้จากโรงงานชำแหละไก่ที่เหลือทิ้งจากการแปรรูป 1,200 ตันต่อเดือน

♦ กุ้งแช่แข็งปลอดภัย จุดขาวแคลเซียมบนเปลือก

บริษัท เจริญโภคภัณฑ์อาหาร จำกัด (มหาชน) ซึ่งเป็นบริษัทผู้ส่งออกกุ้งแช่แข็งรายใหญ่ของประเทศ ทางบริษัทฯ ได้พบการเกิดจุดขาวขึ้นที่บนเปลือกกุ้งภายหลังจากการเก็บผลิตภัณฑ์แช่แข็งที่อุณหภูมิ-25 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 3 สัปดาห์ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน จึงการทดสอบจุดสีขาวดังกล่าว โดยใช้กล้องจุลทรรศน์และใช้เทคนิคทางแสงอินฟราเรด ทำให้พบว่าจุดขาวนั้นคือผลึกของธาตุแคลเซียมและฟอสเฟตที่ก่อตัวขึ้นมาภายหลัง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อน้ำระเหยออกไป (dehydrate) ภายใต้สภาวะแช่แข็งทำให้แคลเซียมแยกตัวออกมาจากโครงสร้าง ไคตินของเปลือกกุ้ง ดังนั้น จุดขาวนี้จึงไม่ใช่เกิดจากการติดเชื้อโรคใดๆ และมั่นใจว่ากุ้งแช่แข็งปลอดภัยต่อการบริโภค ข้อมูลที่ได้มีส่วนช่วยในการบริหารจัดการสภาวะการเพาะเลี้ยง การเก็บรักษากุ้งแช่แข็ง และกำหนดระยะเวลาการขายให้รวดเร็วก่อนการกระตุ้นให้เกิดผลึกแคลเซียมขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าการส่งออกกว่า 1,350 ล้านบาท/ปี

♦ การศึกษากระจกเกรียบโบราณด้วยแสงซินโครตรอน

นักวิจัยของสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ได้ทำการศึกษาคุณสมบัติของกระจกเกรียบจากวัดพระศรีรัตนศาสดาราม หรือ “วัดพระแก้ว” ตามแนวพระราชดำริของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี โดยศึกษาทั้งองค์ประกอบทางเคมี และโครงสร้างอะตอมของกระจกตัวอย่างด้วยแสงซินโครตรอน เพื่อจุดมุ่งหมายที่จะทำกระจกเกรียบขึ้นมาใหม่ที่มีคุณสมบัติเหมือนของเดิมทุกประการ สำหรับการบูรณปฏิสังขรณ์โบราณสถานของชาติในอนาคต

การศึกษากระจกเกรียบโบราณด้วยแสงซินโครตรอน ด้วยเทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ เพื่อหาว่ากระจกแต่ละสีประกอบด้วยธาตุชนิดใดบ้าง และมีปริมาณเท่าไร นอกจากนี้ ยังได้ศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอมของธาตุว่า องค์ประกอบเหล่านั้น เรียงตัวกันแบบใด ซึ่งเป็นองค์ความรู้ที่สำคัญทำให้ทราบถึงการเกิดของแต่ละสีในเนื้อแก้วกระจก คณะนักวิจัยประสบความสำเร็จรู้ถึงองค์ประกอบของกระจกเกรียบที่มีอายุกว่า 150 ปี

♦ “เบนช์มาร์ค อิเลคทรอนิคส์” มั่นใจซินโครตรอนตรวจสอบ Chip Component

บริษัท เบนช์มาร์ค อิเลคทรอนิคส์ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ประเภทแผงวงจรไฟฟ้า มีการควบคุมคุณภาพการผลิตของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง จึงร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์สถาบันฯ ศึกษาถึงธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารสีน้ำเงิน และสีทองแดง บน Chip Component ด้วยเทคนิค XRF และวิเคราะห์สถานะออกซิเดชันของธาตุนั้น เพื่อให้ทราบถึงโอกาสการเกิดการกัดกร่อน ที่อาจเกิดขึ้นบน Chip component ด้วยเทคนิค X-Ray Absorption Spectroscopy (XAS) ณ สถานีทดลอง BL8 นอกจากนี้ ยังได้ศึกษาถึงสารที่ปนเปื้อนสารต่าง ๆ บน Chip Component โดยใช้เทคนิค FTIR-Microspectroscopy เพื่อใช้ในการหาสาเหตุในการปนเปื้อนและหาวิธีป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตต่อไป งานวิจัยนี้สามารถเพิ่มความเชื่อมั่นของลูกค้า และลดความสูญเสียจากการผลิตกรณีลูกค้าไม่ส่งคืนสินค้ากว่า 180,000 บาท

♦ “สหวิริยาสตีล” ศึกษาสาเหตุผิวสีดำของแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำด้วยแสงซินโครตรอน

บริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี จำกัด (มหาชน) ตรวจพบปัญหาของผลิตภัณฑ์ว่า ในช่วงท้ายของแต่ละชุดการผลิตตรวจพบผิวหน้าของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีสีดำ (Dark serface) นักวิจัยของบริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี จำกัด (มหาชน) ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์สถาบันฯ ศึกษาสาเหตุการเกิดสีดำที่ผิวของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ได้สีตามมาตรฐาน โดยศึกษาทุกกระบวนการผลิตโดยเก็บผลิตภัณฑ์ และน้ำล้างผลิตภัณฑ์ในแต่ละช่วงการผลิตมาทำการวิเคราะห์ โดยใช้แสงซินโครตรอน ด้วยเทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ (X-ray absorption Spectroscopy) ที่สถานีทดลอง BL5-SLRI-SUT-NANOTEC ซึ่งพบว่า สาเหตุเกิดจากกระบวนการล้าง และได้ทดลองปรับปรุงกระบวนการผลิตในระดับห้องปฏิบัติการ ซึ่งหากสามารถแก้ไขปัญหา Dark Surface ได้ทั้งหมดคาดการณ์ว่าจะสามารถลดมูลค่าความเสียหายได้อย่างน้อย 16.74 ล้านบาท/ปี

♦ ระบบควบคุมตู้ฟัก-ตู้เกิด ทดแทนการใช้ระบบปรอทควบคุม

บริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) มีระบบการฟักไข่ที่ทำการติดตั้งจากตัวแทนจำ หน่ายหลากหลายยี่ห้อ มีทั้งระบบที่ทันสมัยและระบบรุ่นเก่าที่ใช้งานมานานกว่า10 ปี ดั้งนั้น เพื่อเป็นการปรับปรุงระบบรุ่นเก่าให้ดีขึ้น บริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) จึงร่วมกับสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) พัฒนาระบบควบคุมตู้ฟัก-ตู้เกิดขึ้น สำหรับห้องฟักไข่ขึ้นและสร้างระบบควบคุมอุณหภูมิภายในโรงฟักขึ้นมา เพื่อทดแทนระบบเก่าที่ล้าสมัยแล้ว ให้สามารถผลิตขึ้นใช้ได้เองภายในองค์กรลดการสั่งซื้อและว่าจ้างจากตัวแทนจำหน่าย โดยชุดควบคุมตู้ฟักชุดแรกได้ทำการติดตั้งและทดสอบที่โรงฟักไข่ ณ ประเทศปากีสถาน จากนั้นมีแผนที่จะเปลี่ยนระบบของโรงฟักไข่ในประเทศปากีสถานเป็นระบบควบคุมชุดใหม่ทั้งหมด

♦ การควบคุมการระบายอากาศของระบบ EVAPORATION ด้วยหลักการของ Enthalpy

บริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) ให้ความสนใจและพัฒนาปรับปรุงกระบวนการเลี้ยงไก่อย่างต่อเนื่อง ทางบริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) จึงได้ร่วมกับสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) พัฒนาอุปกรณ์เพื่อวัดค่า Enthalpy เพื่อบ่งบอกถึงสถานะต่างๆของอากาศได้มาใช้ในการควบคุมระบบระบายอากาศ เพื่อให้ไก่ได้อยู่ในสภาพอากาศที่เหมาะสมกับการเลี้ยงมากที่สุด เพื่อลดอัตราการตายของไก่และเพิ่มผลผลิต

♦ เครื่องเคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์...ฝีมือคนไทย

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สดร.) ร่วมกับสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) (สซ.) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.) ออกแบบและพัฒนาระบบเคลือบกระจก เพื่อผลิตเครื่องเคลือบกระจกขนาดใหญ่ที่มีเทคโนโลยีการเคลือบกระจกที่ทันสมัยและคุณภาพดีทัดเทียมกับการนำเข้าจากต่างประเทศ นอกจากนี้ เครื่องเคลือบกระจกดังกล่าวยังสามารถเคลือบกระจกสะท้อนแสงของกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดเล็กกว่า 2.4 เมตร ซึ่งสามารถให้บริการแก่สถาบันการศึกษาและหน่วยงานต่างๆ ได้ด้วย

♦ พัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมคุณภาพสูงด้วยแสงซินโครตรอน

นักวิจัยสถาบันฯ ได้ประยุกต์ใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์จากแสงซินโครตรอน ณ ระบบลำเลียงแสง SUT-NANOTEC-SLRI เพื่อศึกษาและพัฒนาศักยภาพของวัสดุชนิดใหม่สำหรับแบตเตอรี่ชนิดลิเทียม โดยวิเคราะห์วัสดุที่จะนำมาใช้เป็นขั้วบวก (แอโนด) ในแบตเตอรี่ชนิดลิเทียม และได้พัฒนากระบวนการสังเคราะห์โดยการใช้เทคนิคอิเล็กโทรสปินนิ่ง เพื่อสังเคราะห์เส้นใยคาร์บอนในระดับนาโนเมตรที่มีการเกาะตัวของสารแม่เหล็กชนิดเฟอร์ไรต์ต่างๆ บนเส้นใยนาโน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของขั้วแอโนดนี้ อีกทั้งเมื่อสามารถเข้าใจถึงโครงสร้างของสารเหล่านี้แล้ว องค์ความรู้ดังกล่าวจะถูกนำไปใช้ในการพัฒนาสารอื่นๆเพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้อีก งานวิจัยนี้เป็นการร่วมมือวิจัยระหว่างสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) และ ศ.ดร.สันติ แม้นศิริ หัวหน้ากลุ่มวิจัยวัสดุเชิงฟิสิกส์ขั้นสูง (Advanced Materials Physics) จากสาขาวิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ผลจากการวิจัยพบว่าสารที่ศึกษาดังกล่าวสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการนำไปใช้เป็นขั้วแอโนดสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนศักยภาพสูงได้ดีกว่าการใช้วัสดุแบบดั้งเดิมได้ โดยองค์ความรู้ที่ได้นี้จะถูกส่งต่อไปยังภาคอุตสาหกรรมในการผลิตใช้งานจริงได้ในอนาคต

♦ การศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงเฟสของวัสดุโอลิวีนในแบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนด้วยเทคนิค In situ XAS

การทำการทดลองในครั้งนี้ ทีมงานของสถาบันฯ และศูนย์วิจัยนาโนเทคโนโลยีบูรณาการ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้ทำการทดลองใช้แสงซินโครตรอน ในการศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงเฟสของวัสดุโอลิวีนในขณะที่ทำการอัดและคายประจุภายใต้สภาวะการใช้งานจริงต่างๆ ของแบตเตอรี่ โดยสามารถแสดงให้เห็นว่า วัสดุโอลิวีนขนาดราว 40-50 นาโนเมตร มีการเปลี่ยนแปลงเฟสที่ขึ้นอยู่กับอัตราเร็วในการอัดและคายประจุ โดยวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูง จะมีการเปลี่ยนเฟสที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโครงสร้างกึ่งเสถียร (Metastable) ที่สามารถเปลี่ยนเฟสต่อไปเป็นโครงสร้างผลึกที่เสถียรได้ โดยความรู้ที่ได้ จะมีประโยชน์ต่อการออกแบบการใช้งานวัสดุโอลิวีน และวัสดุสำหรับทำขั้วไฟฟ้าชนิดอื่นที่มีพฤติกรรมการเปลี่ยนเฟสลักษณะเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีระยะเวลาในการใช้งานที่ยาวนาน และคุ้มค่าต่อการลงทุนมากที่สุด

♦ การเปลี่ยนสีและสร้างลวดลายบนเปลือกหอยมุก

สถานบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) และบริษัท Microform (Thailand) Co., Ltd. ผู้ผลิตและจำหน่ายผลิตภัณฑ์เปลือกหอยมุก ได้ร่วมวิจัยและพัฒนาการประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอนเพื่อเปลี่ยนสีและสร้างลวดลายความละเอียดสูงบนเปลือกหอบมุกพันธุ์ต่างๆ เพื่อเพิ่มความสวยงามและมูลค่าเชิงพาณิชย์ อีกทั้งเป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ซึ่งจะนำไปสู่การเข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยงานวิจัยนี้ได้ยื่นขอสิทธิบัตรในปี 2558 ในหัวข้อ การเปลี่ยนสีเปลือกหอยมุกและสร้างลวดลายด้วยแสงซินโครตรอน เลขที่คำขอสิทธิบัตร 1501005006

♦ อุปกรณ์เชิงแสงแบบพกพา

ดร.ณัฐธวัล ประมาณพล นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ร่วมกับส่วนงานระบบลำเลียงแสง 6a: DXL ได้ร่วมพัฒนาอุปกรณ์วัดเชิงแสงหลายช่วงความยาวคลื่นแบบพกพา และนำไปใช้ในการวัดการส่องผ่านหรือการดูดกลืนแสงของสารละลายอย่างง่าย โดยใช้สารละลายในการวัดปริมาณน้อยกว่า 500 ไมโครลิตร

♦ การพัฒนาโปรแกรมสำหรับควบคุมแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าสำหรับแม่เหล็ก 2 ขั้ว (Bending Magnet) ของบูสเตอร์ซินโครตรอน (Booster Synchrotron)

สถาบันฯ ได้ร่วมมือกับ Danfysik พัฒนาโปรแกรมสำหรับควบคุมแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าขึ้นมาใหม่ โดยเลือกโปรแกรม National Instruments LabVIEW เป็นโปรแกรมที่ใช้ในการพัฒนา ซึ่งตัวโปรแกรมได้แบ่งเป็นส่วนสำคัญ 2 ส่วน ส่วนแรกคือ โปรแกรมสำหรับควบคุมและเชื่อมต่อกับบอร์ดควบคุมหลัก ทำหน้าที่เชื่อมต่อข้อมูลระหว่างจอสัมผัส (Touch Screen) และบอร์ดควบคุมหลักยี่ห้อ Danfysik รุ่น System8500 ผ่านมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบอนุกรม RS-232 และในส่วนที่สองเป็นโปรแกรมสำหรับควบคุมระยะไกลผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยผ่านมาตรฐานของการรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์แบบ TCP/IP และในการใช้งานจริงตัวโปรแกรมนี้ถูกติดตั้งไว้ที่ห้องควบคุม เพื่อให้ผู้ดูแลระบบเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนสามารถควบคุมและตรวจสอบสถานะของแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้า

♦ ตอบคำถามสีของเครื่องสำอางด้วยแสงซินโครตรอน

สถาบันวิจัยแสงซินโครตอน ใช้เทคนิค X-Ray Absorption Spectroscopy ในการศึกษาสีของผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง เทคนิคนี้ ทำให้ทราบข้อมูลเชิงลึกว่าเครื่องสำอางนั้นมีองค์ประกอบของธาตุใดในเครื่องสำอาง และธาตุชนิดเดียวกัน แต่มีหลากหลายสถานะออกซิเดชั่นนั้น ให้ผลการเกิดสีแตกต่างกันอย่างไร ซึ่งข้อมูลนี้เป็นฐานความรู้ที่สามารถต่อยอดให้การพัฒนาสูตรเครื่องสำอางให้ได้สีตามที่ต้องการ และการเติมสารที่ช่วยในการจับกับธาตุอย่างไร เพื่อให้สีสันเกิดความคงตัวและอยู่ติดทน