รู้จัก “Hydrothermal Reactor” เครื่องมือสังเคราะห์วัสดุนาโนที่นักวิจัยเลือกใช้
ในยุคที่ วัสดุนาโน (Nanomaterials) กลายเป็นหัวใจของงานวิจัยด้านพลังงาน อิเล็กทรอนิกส์ สิ่งแวดล้อม และวัสดุศาสตร์ เครื่องมือที่ถูกใช้มากที่สุดในการสังเคราะห์วัสดุระดับนาโนคือ Hydrothermal Reactor หรือ หม้อสังเคราะห์ไฮโดรเทอร์มอล อุปกรณ์ที่ช่วยสร้างสภาวะแรงดัน–อุณหภูมิสูงเพื่อให้เกิดการตกผลึกและการสร้างโครงสร้างวัสดุใหม่
บทความนี้จะพาคุณไปรู้จักหลักการทำงาน จุดเด่น ประโยชน์ ไปจนถึงวิธีเลือก Hydrothermal Reactor ให้เหมาะกับงานวิจัยของคุณ
Hydrothermal Reactor คืออะไร?
Hydrothermal Reactor คือภาชนะสังเคราะห์ที่ใช้สำหรับ
✔ การตกผลึกวัสดุ
✔ การสังเคราะห์สารระดับนาโน
✔ ปฏิกิริยาเคมีในสภาวะที่ต้องใช้แรงดันสูง
✔ ปฏิกิริยาในตัวทำละลาย (Solvothermal)
โครงสร้างมักประกอบด้วย
- ภายนอกเป็นโลหะสเตนเลส ทนแรงดันสูง
- ภายในเป็น PTFE (Teflon) Liner ทนสารเคมี
- สามารถใช้งานในช่วงอุณหภูมิประมาณ 150–260°C (ขึ้นกับรุ่น)
- เมื่อให้ความร้อน สารละลายใน PTFE จะเกิดแรงดันอัตโนมัติ (Autogenous Pressure)
พูดง่าย ๆ คือ “หม้อสังเคราะห์แรงดันสูงขนาดเล็ก” ที่ออกแบบมาสำหรับงานวิจัยโดยเฉพาะ
หลักการทำงานของ Hydrothermal Reactor
เมื่อสารละลายถูกปิดผนึกใน PTFE liner และให้ความร้อน:
- ความร้อนทำให้ตัวทำละลายเกิดการขยายตัว
- ระบบปิดทำให้เกิด แรงดันสูง
- สารที่ละลายในสภาวะแรงดันสูงจะเกิดการตกผลึก
- สารตั้งต้น (precursor) จะเกิดปฏิกิริยาสังเคราะห์เป็นวัสดุนาโนหรือสารประกอบใหม่
สภาวะนี้เป็นสิ่งที่ ไม่สามารถทำได้ในบีกเกอร์หรือขวดแก้วทั่วไป จึงทำให้ Hydrothermal Reactor ถูกเลือกใช้เสมอเมื่อทดลองระดับโครงสร้างนาโน
ทำไม Hydrothermal Reactor ถึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมของนักวิจัย?
⭐ 1. สร้างแรงดันอัตโนมัติได้ ไม่ต้องใช้ปั๊ม
เหมาะสำหรับการทดลองในแล็บทั่วไป เพียงปิดฝา → ให้ความร้อน → เกิดแรงดัน
⭐ 2. สังเคราะห์วัสดุนาโนได้คุณภาพสูง
ได้ผลิตภัณฑ์
- คริสตัลใสกว่า
- ขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ
- โครงสร้างมีความเป็นระเบียบ
⭐ 3. ทนสารเคมีเข้มข้น
PTFE liner ใช้ได้กับกรด–ด่างหลายชนิด เช่น
HCl, HNO₃, NaOH, ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นต้น
⭐ 4. เหมาะกับงานวัสดุศาสตร์และพลังงาน
งานวิจัยยอดนิยม เช่น
- ZnO, TiO₂, CuO nanoparticles
- Graphene Oxide
- Metal–Organic Frameworks (MOFs)
- แคทาไลต์
- วัสดุแบตเตอรี่ Li-ion / Na-ion
⭐ 5. ใช้งานง่ายและปลอดภัย
รุ่นมาตรฐานมีระบบซีล, เกลียวล็อก, และโครงสร้างสเตนเลสหนา ช่วยเพิ่มความปลอดภัยแม้ในอุณหภูมิสูง
ตัวอย่างงานวิจัยที่ใช้ Hydrothermal Reactor
🔬 1. การสร้างนาโนพาร์ทิเคิล (Nanoparticles)
ใช้ในการสร้าง ZnO, TiO₂, Fe₃O₄ ที่มีขนาดเล็กกว่า 100 nm
🔬 2. การดัดแปรพื้นผิววัสดุ (Surface Modification)
ทำให้วัสดุมีคุณสมบัติใหม่ เช่น ความเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
🔬 3. การผลิต Graphene Oxide
เป็นขั้นตอนสำคัญในงานวิจัยวัสดุคาร์บอน
🔬 4. การเตรียมวัสดุแบตเตอรี่ (Cathode/Anode materials)
เช่น LiFePO₄, NCM, LCO
🔬 5. การศึกษาควบคุมรูปร่างอนุภาค (Morphology Control)
เหมาะสำหรับงานที่ต้องการโครงสร้างเฉพาะ เช่น rod, flower, sphere
Hydrothermal Reactor มีกี่แบบ?
1. แบบ Standard PTFE-lined Reactor
รุ่นที่ใช้บ่อยที่สุด ขนาด 25–200 mL
2. แบบ High-Temperature Reactor
รองรับอุณหภูมิ 300°C ขึ้นไป
3. แบบหลายช่อง (Multi-reactor System)
เหมาะกับงานที่ต้องทำหลายสภาพทดลองในครั้งเดียว เช่น 25 × 25 mL
4. แบบมีระบบกวน (Stirring Hydrothermal Reactor)
สำหรับปฏิกิริยาที่ต้องการการผสมสม่ำเสมอ
วิธีเลือก Hydrothermal Reactor ให้เหมาะกับงาน
ให้ตอบคำถามนี้ก่อนซื้อ:
✔ ต้องการอุณหภูมิสูงสุดเท่าไหร่?
150°C / 200°C / 260°C หรือสูงกว่านั้น
✔ ปริมาตรที่ต้องการคือเท่าไหร่?
25 mL, 50 mL, 100 mL ฯลฯ
✔ ใช้สารเคมีชนิดใด?
กรดแรง? ด่างเข้มข้น? ตัวทำละลายอินทรีย์?
✔ ต้องการทำหลายตัวอย่างพร้อมกันไหม?
ถ้าต้อง screening → Multi-reactor เหมาะที่สุด
สรุป: อุปกรณ์สำคัญสำหรับงานวัสดุนาโนที่ขาดไม่ได้
Hydrothermal Reactor คือเครื่องมือที่ทำให้นักวิจัย
- สร้างวัสดุนาโนได้แม่นยำและมีคุณภาพ
- ควบคุมสภาพแวดล้อมของปฏิกิริยาได้ดีกว่าอุปกรณ์ทั่วไป
- ทำงานได้อย่างปลอดภัยในสภาวะแรงดันสูง
จึงไม่น่าแปลกที่อุปกรณ์ชนิดนี้จะเป็น ตัวเลือกอันดับต้น ๆ ของงานวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยี วัสดุศาสตร์ และพลังงาน
สนใจสั่งซื้อหรือสอบถามเพิ่มเติม?
Axxo Chemicals and Services
นำเข้าและจำหน่าย Hydrothermal Reactor หลายขนาด พร้อมอุปกรณ์เสริมครบชุด
📞 02-3469239, 062-4178298
📧 sales_chem@axxo.co.th
📲 Line: @axxochem
