รางวัลวิทยานิพนธ์ สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย ปี 2558
รางวัล
ระดับชาติ
ประเภทผลงานวิจัย
โครงการ/ผลงานที่ได้รับรางวัล : การเพิ่มความเสถียรของโลหะผสมทังสเตน-ไทเทเนี่ยมแบบผงผลึกนาโนด้วยหลักอุณหพลศาสตร์
นักวิจัยเจ้าของผลงาน : ดร.ต้องใจ ชูขจร
ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุและเทคโนโลยีพื้นผิว
หน่วยวิจัยด้านประสิทธิผลการใช้งานวัสดุ
ชื่อรางวัลและเกียรติยศที่ได้รับ : รางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ : รางวัลวิทยานิพนธ์ ประจำปี 2558 ระดับดีมาก สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย
หน่วยงานที่ให้รางวัลและเกียรติยศ : สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)
ผู้มอบ : พลอากาศเอกประจิน จั่นตอง รองนายกรัฐมนตรี
พิธีมอบรางวัลและเกียรติยศ : งานวันนักประดิษฐ์ ประจำปี 2559
สถานที่: Event Hall 102-103 ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา กรุงเทพฯ วันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2559
ที่มาและความสำคัญของรางวัลและเกียรติยศ
การให้รางวัลนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ รางวัลผลงานวิจัย รางวัลวิทยานิพนธ์ และรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้นของสภาวิจัยแห่งชาติเป็นนโยบายและกิจกรรมที่สำคัญอย่างหนึ่งของสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ในอันที่จะส่งเสริมและสนับสนุนการพัฒนางานวิจัยและเชิดชูเกียรติของนักวิจัยไทย ทั้งด้านวิทยาศาสตร์ สังคม และเศรษฐกิจ
รายละเอียดโครงการ/ผลงานที่ได้รับรางวัลและเกียรติยศ
การออกแบบโครงสร้างภายในวัสดุให้เหมาะสมต่อวัตถุประสงค์การใช้งานสามารถผลักดันการผลิตวัสดุคุณภาพสูงเพื่อรองรับการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน งานวิจัยนี้คิดค้นหลักการออกแบบโครงสร้างภายในของโลหะโครงสร้างนาโนจากหลักอุณหพลศาสตร์ (thermodynamics) โดยการเลือกชนิดโลหะเจือที่ต้องการแยกตัวไปที่ขอบเกรนและผ่อนคลายโครงสร้าง ส่งผลให้พลังงานส่วนเกินของขอบเกรนลดลง ในคู่โลหะที่เหมาะสม การแยกตัวสู่ขอบเกรนเช่นนี้สามารถก่อให้เกิดโครงสร้างขอบเกรนที่มีพลังงานต่ำจนเป็นโครงสร้างแบบเสถียรได้ จึงทำให้โลหะผสมโครงสร้างนาโนมีพลังงานต่ำและไม่มีแรงผลักดันที่จะเปลี่ยนไปเป็นโครงสร้างเกรนที่ใหญ่กว่า หลักอุณหพลศาสตร์จึงเป็นวิธีที่สามารถใช้ช่วยควบคุมโครงสร้างได้ ดังเช่นการเพิ่มปริมาณธาตุเจือเพื่อลดขนาดเกรน
วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้พัฒนาวิธีการจำลองโครงสร้างโลหะผสมแบบมอนติคาร์โลเพื่อคำนวณโครงสร้างสมดุลทางเคมีและเกรนของโลหะผสม ทั้งแบบที่มีขนาดเกรนเล็กระดับนาโนเมตรและโลหะทั่วไป การจำลองมอนติคาร์โลนี้แสดงผลการคัดเลือกชนิดโลหะเจือที่สามารถช่วยคงสภาพขนาดเกรนของทังสเตนให้อยู่ในระดับนาโนเมตร ณ อุณหภูมิที่สามารถใช้เผาผนึกทังสเตนได้ และสามารถจัดประเภทความเสถียรของโลหะผสมโดยแผนภูมิความเสถียรพร้อมกับภาพจำลองโครงสร้างวัสดุที่เข้าใจได้ง่าย
โลหะผสมได้รับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและในเชิงพานิชย์มากขึ้นเรื่อยๆสืบเนื่องจากสมบัติของชิ้นวัสดุที่ดีขึ้นจากการเติมธาตุเจือ หลักการออกแบบโลหะผสมนี้สามารถมีส่วนช่วยพัฒนาการผลิตและเสนอแนะแนวทางการเลือกชนิดและปริมาณของส่วนผสมโลหะที่ช่วยนำไปสู่โครงสร้างและสมบัติของวัสดุที่ต้องการ นอกจากนั้นการผลิตโลหะผสมหลายวิธียังสามารถเข้ากับการผลิตในภาคอุตสาหกรรมได้
รายละเอียดโครงการ/ผลงานที่ได้รับรางวัลและเกียรติยศ
ปัจจุบันผู้บริโภคหันมาเลือกรับประทานอาหารเพื่อสุขภาพมากขึ้น แต่ปัญหาที่พบคือผลิตภัณฑ์อาหารที่ถูกลดไขมัน/น้ำตาลลง จะมีลักษณะปรากฏ รสชาติ รวมทั้งเนื้อสัมผัสที่ด้อยลง ซึ่งจากงานวิจัยนี้พบว่าเพคตินและเส้นใยอาหารจากเปลือกส่วนขาวของส้มโอ เป็นสารปรับเนื้อสัมผัสและสารทดแทนไขมันที่ดี โดยเริ่มจากศึกษาปัจจัยในกระบวนการสกัดเพคติน(รูปที่ ๑ก) ที่มีผลต่อปริมาณผลผลิตและสมบัติของเพคติน จนได้สภาวะที่เหมาะสมทำให้ได้เพคตินที่มีคุณสมบัติเด่น คือเจลเพคตินมีความแข็งแรงมากกว่าเจลเพคตินทางการค้าที่มีค่า degree of esterification และน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยใกล้เคียงกัน (รูปที่ ๑ข) นอกจากนี้ยังพบว่า เพคตินจากเปลือกส้มโอมีความว่องไวต่อไอออนประจุสองบวก ทำให้เจลมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมีพบว่าเพคตินจากเปลือกส้มโอประกอบด้วย กรดกาแลคทูโรนิกเป็นสายโซ่หลักเช่นเดียวกันกับเพคตินทางการค้า แต่สิ่งที่ต่างกันคือ สายโซ่กิ่งของเพคตินจากเปลือกส้มโอ ประกอบด้วยน้ำตาลอะราบิโนสสูงกว่าน้ำตาลกาแลคโตส ซึ่งความแตกต่างนี้น่าสนใจและอาจนำไปสู่การใช้งานที่กว้างขวางมากขึ้น ในส่วนสุดท้ายของงานวิจัย เพคตินและเส้นใยอาหารจากเปลือกส้มโอ ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์นมเปรี้ยวเสริมแคลเซียม(รูปที่ ๑ค) และอาหารไขมันต่ำ ได้แก่ มายองเนสไร้ไขมัน (รูปที่ ๑ง) และสปันจ์เค้กไขมันต่ำ โดยผลิตภัณฑ์อาหารดังกล่าวมีลักษณะปรากฎ คุณภาพเนื้อสัมผัส และสมบัติรีโอโลยีเทียบเท่ากับสูตรไขมันเต็ม