แสงซินโครตรอนกับอัญมณีไทย

ประเทศไทยนับเป็นประเทศที่มีชื่อเสียงมาเนิ่นนานในเรื่องของอัญมณี โดยเป็นแหล่งสำคัญแห่งหนึ่งของโลกที่มีอัญมณีหลากหลายชนิด เช่น ทับทิม ไพลิน บุษราคัม เพทาย โกเมน ไข่มุก เป็นต้น ดังนั้นอุตสาหกรรมการค้าอัญมณีและเครื่องประดับของไทยจึงได้รับการยกย่องทั้งในด้านคุณภาพและราคาจากนานาประเทศทั่วโลก ซึ่งสินค้าอัญมณีและเครื่องประดับนับเป็นสินค้าส่งออกหมวดหนึ่งของไทยที่ทำรายได้สูงให้แก่ประเทศและยังคงมีแนวโน้มที่เพิ่มมากขึ้นทุกๆ ปี 

สีสันอันสวยงามของอัญมณีนั้นเกิดจากหลายปัจจัย เช่น ชนิดของแร่ รูปแบบโครงสร้างของสารประกอบ และอะตอมของธาตุชนิดต่างๆ ที่เจือปนอยู่ในผลึก โดยธาตุเจือปนบางชนิดนั้นมีอยู่ในปริมาณน้อยมาก ตรวจสอบได้ยาก เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ (X-ray Absorption Spectroscopy) ณ ระบบลำเลียงแสงที่ 8 สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน มีประสิทธิภาพในการวิเคราะห์ชนิดของอะตอมที่มีปริมาณน้อยและโครงสร้างของสารประกอบอย่างละเอียด สามารถวิเคราะห์ระยะห่างระหว่างพันธะของอะตอมข้างเคียงและสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่สนใจได้ ทำให้เราสามารถศึกษาหาองค์ประกอบของธาตุและสารประกอบที่มีผลต่อสีของอัญมณี

นอกจากนี้ ในอุตสาหกรรมอัญมณียังมีความพยายามที่จะสรรหากรรมวิธีในการพัฒนาและปรับปรุงคุณภาพเพื่อเปลี่ยนสภาพพลอยดิบที่มีสีขุ่น ไม่สดใส หรือมีการกระจายตัวของสีไม่สม่ำเสมอ ให้มีความสวยงาม และแวววาวมากยิ่งขึ้น เช่น การเผาหรือที่เรียกว่าการหุงพลอย (heat treatment) การเคลือบสี (diffusion)  การฉายรังสี (irradiation) การย้อมสี (dyeing) การฉาบสี (foil back) และการเจียระไน เป็นต้น ซึ่งแต่ละกรรมวิธีรวมถึงขั้นตอนและปัจจัยต่างๆของกระบวนการเหล่านี้ ล้วนมีผลต่อความสวยงามของอัญมณีทั้งสิ้น ดังนั้น นอกจากการศึกษาองค์ประกอบต่างๆ เพื่อความเข้าใจในความงามของแร่อัญมณีแล้ว เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์จึงมีบทบาทและความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอะตอมด้วยกรรมวิธีต่างๆ รวมถึงการใช้แยกแยะ ตรวจสอบ และการนำมาซึ่งความรู้ใหม่ๆ สำหรับศึกษากระบวนการที่เหมาะสมสำหรับการปรับปรุงคุณภาพของอัญมณีแต่ละชนิด

สถาบันฯ ได้ทำการค้นคว้าวิจัยเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมอัญมณีไทยอย่างต่อเนื่อง เช่น ความร่วมมือของนักวิจัยระบบลำเลียงแสงที่ 8 กับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในการศึกษากระบวนการเปลี่ยนสีของพลอยแซฟไฟร์ การทำความเข้าใจองค์ประกอบที่มีผลต่อสีของโทแพซ การหาธาตุที่เป็นองค์ประกอบในกลไกการเปลี่ยนสีของไข่มุกดำ เป็นต้น การใช้เทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ในการศึกษาไข่มุกได้นำมาสู่นวัตกรรมการวิจัยเพื่อผลิตไข่มุกสีทองด้วยแสงซินโครตรอน ซึ่งเป็นการต่อยอดงานวิจัยของนักวิจัยในสถาบันฯ รวมถึงการสร้างลวดลายบนไข่มุกด้วยแสงซินโครตรอน ซึ่งถือเป็นนวัตกรรมใหม่ของวงการอัญมณีไทย นอกจากจะสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมอัญมณีแล้วยังได้องค์ความรู้ที่สำคัญในการปรับปรุงคุณภาพและพัฒนาอัญมณีไทยให้ยังคงได้รับความนิยมในระดับโลกต่อไปอีกด้วย