วิทยาศาสตร์เคมีพื้นฐาน สร้างสมดุลโลก

ทรัพยากรจากธรรมชาติในโลกประกอบไปด้วย “สารอินทรีย์“ และ ”สารอนินทรีย์“

สารประกอบอินทรีย์ (Organic compounds) เป็นสารประกอบที่มีความสำคัญที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของมนุษย์ ทั้งในร่างกาย เครื่องอุปโภคและบริโภค รวมถึงยารักษาโรค

ด้วยความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มั่นคง จะนำพาโลกสู่ทางรอดที่ยั่งยืนในวันที่ทรัพยากรธรรมชาติบนโลกขาดสมดุลถึงขั้นวิกฤติ

การนำความรู้ด้านวิทยาศาสตร์พื้นฐานมาใช้ในการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ เพื่อให้ได้สารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างใหม่ มีสมบัติทางกายภาพ ทางเคมี และทางชีวภาพที่ดีขึ้น สามารถนำไปใช้แก้ไขปัญหาต่างๆ ที่โลกกำลังเผชิญ ไม่ว่าจะเป็นด้านพลังงาน ด้านการแพทย์และสาธารณสุข และด้านสิ่งแวดล้อม เป็นต้น

ศาสตราจารย์ ดร.ชุติมา คูหากาญจน์ อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล คือหนึ่งในความภาคภูมิใจของมหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะ “ปัญญาของแผ่นดิน” จากผลงานการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีอินทรีย์แบบใหม่ ที่ถือเป็นฟันเฟืองหลักของการพัฒนาวิทยาศาสตร์พื้นฐานของชาติ

โดยมองว่าการเรียนวิชาเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เคมีอินทรีย์ (Organic chemistry) ไม่ใช่เรื่องยาก หากเรียนรู้จนสามารถเข้าใจในหลักการ ก็จะทำให้เสียเวลาท่องจำได้น้อยลง

เคมีอินทรีย์สังเคราะห์ เป็นกระบวนการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ เป็นวิธีที่ใช้ในการสังเคราะห์สารที่ได้จากทรัพยากรธรรมชาติ หรือสารประกอบอินทรีย์ชนิดใหม่ ที่สามารถนำไปตอบโจทย์ แก้ปัญหาต่างๆ หรือสร้างนวัตกรรมได้ จึงนับว่าเป็นสิ่งที่ควรค่าต่อการลงทุนเพื่อนำไปสู่การเรียนรู้สิ่งใหม่

ตัวอย่างนวัตกรรมจากเคมีอินทรีย์สังเคราะห์ในโลกยุคปัจจุบัน ได้แก่ นวัตกรรมที่สร้างสรรค์ขึ้นจากแนวโน้มการใช้พลังงานสะอาดจากแสงอาทิตย์ที่มีมากขึ้น เพื่อลดมลภาวะในสิ่งแวดล้อม และเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนในการพัฒนาอุปกรณ์ผลิตพลังงานทดแทน ได้มีการนำสารประกอบอินทรีย์ลิแกนด์ (Ligand) มาจับกับโลหะได้เป็นสารเชิงซ้อน ที่เรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง (Dye-sensitized solar cells) ที่สามารถนำมาพัฒนาเพื่อใช้ทดแทนเซลล์แสงอาทิตย์จากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิกอน ที่มีราคาสูง

และอีกตัวอย่างจากงานวิจัยด้านสิ่งแวดล้อมจากกรณีการปนเปื้อน “สารฟอร์มัลดีไฮด์” (Formaldehyde) ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี ส่งผลกระทบอย่างยิ่งต่อร่างกายมนุษย์ในส่วนของระบบไหลเวียนโลหิต และทางเดินอาหาร หากไม่ได้นำความรู้ด้านวิทยาศาสตร์พื้นฐานมาประยุกต์ใช้ในการผลิตชุดตรวจวัดปริมาณฟอร์มัลดีไฮด์ที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมและอาหาร จำนวนผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบจากสารเคมีดังกล่าวคงไม่อาจลดลง

นอกจากนี้ ในการต่อสู้กับโรคภัย เช่นโรคมะเร็ง COVID – 19 เวชภัณฑ์ หรือยาที่ใช้ในการรักษาโรคเหล่านี้ประกอบไปด้วยสารออกฤทธิ์ (Active ingredients) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ จึงจำเป็นต้องอาศัยกระบวนการทางเคมีอินทรีย์สังเคราะห์ เพื่อสังเคราะห์เลียนแบบสารผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ หรือทำการปรับปรุงโครงสร้างเพื่อให้ได้อนุพันธ์ที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยมากกว่าสารต้นแบบ

หนึ่งในผลงานวิจัยด้านเคมีอินทรีย์สังเคราะห์ซึ่งเป็นผลงานเด่น โดย ศาสตราจารย์ ดร.ชุติมา คูหากาญจน์ คือการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีอินทรีย์แบบใหม่ โดยมุ่งเน้นเพื่อเป็นทางเลือกในการสังเคราะห์ เพื่อความสะดวก ลดการใช้โลหะ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ปัจจุบันด้วยความท้าทายทำให้มีโจทย์ใหม่ๆ เกิดขึ้นให้แก้ไขปัญหาอยู่เสมอ ซึ่งแม้ผลงานวิจัยของ ศาสตราจารย์ ดร.ชุติมา คูหากาญจน์ จะยังไม่ได้เกิดเป็นนวัตกรรมที่จับต้องได้ แต่ก็นับเป็นการทำให้โลกได้ประจักษ์ถึงการใช้หัวใจของวิทยาศาสตร์เคมีพื้นฐาน พัฒนาเพื่อโลกที่เปลี่ยนแปลง

ติดตามข่าวสารที่น่าสนใจจากมหาวิทยาลัยมหิดลได้ที่ www.mahidol.ac.th

สัมภาษณ์ และเขียนข่าวโดย ฐิตินวตาร ดิถีการุณ นักประชาสัมพันธ์ (ชำนาญการ) งานสื่อสารองค์กร กองบริหารงานทั่วไป สำนักงานอธิการบดี มหาวิทยาลัยมหิดล โทร. 0-2849-6210