เคมีระดับจุลภาค
เคมีระดับจุลภาค (มักเรียกว่าเคมีขนาดเล็กในภาษาเยอรมัน: Chemie im Mikromaßstab ) เป็นวิธีการวิเคราะห์และวิธีการสอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับโรงเรียนและมหาวิทยาลัย โดยทำงานกับ สารเคมี ในปริมาณน้อย ในขณะที่การสอนเคมีแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การเตรียมสารในปริมาณหลายกรัม แต่ในเคมีระดับจุลภาค สารในปริมาณเพียงไม่กี่มิลลิกรัมก็เพียงพอแล้ว ในมหาวิทยาลัย มีการใช้เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการที่ทันสมัยและมีราคาแพง และวิธีการตรวจจับและระบุลักษณะของสารที่ผลิตขึ้นก็เป็นเรื่องปกติ ในโรงเรียนและในหลายประเทศในซีกโลกใต้ การทำงานในระดับเล็กเกิดขึ้นโดยใช้วัสดุราคาถูกหรือแม้แต่ไม่มีค่าใช้จ่าย การทำงานในระดับเล็กนั้นมีบทบาทสำคัญเสมอใน การวิเคราะห์ เชิงคุณภาพแต่การพัฒนาใหม่ๆ สามารถครอบคลุมเคมีส่วนใหญ่ที่นักเรียนมีโอกาสได้พบเจอ
ประวัติศาสตร์
แนวทางสมัยใหม่มีหลักสำคัญสองประการ ประการแรกคือแนวคิดที่ว่าการทดลองหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับเคมีทั่วไป (กรดและเบส ออกซิเดชันและรีดักชัน เคมีไฟฟ้า ฯลฯ) สามารถดำเนินการได้ในอุปกรณ์ที่ง่ายกว่ามาก (ขวดฉีด ขวดหยด เข็มฉีดยา จานหลุม หลอดหยดพลาสติก ) และจึงมีราคาถูกกว่าเครื่องแก้วแบบดั้งเดิมในห้องปฏิบัติการ ทำให้สามารถขยายประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการของนักเรียนในชั้นเรียนขนาดใหญ่ และนำงานในห้องปฏิบัติการไปสู่สถาบันที่มีอุปกรณ์ไม่เพียงพอสำหรับงานประเภทมาตรฐาน การพัฒนาบุกเบิกในด้านนี้ดำเนินการโดย Egerton C. Grey (1928) [ 1 ] Mahmoud K. El-Marsafy (1989) [ 2 ]ในอียิปต์ Stephen Thompson ในสหรัฐอเมริกา[ 3 ]และคนอื่นๆ การประยุกต์ใช้แนวคิดเหล่านี้เพิ่มเติมคือการที่แบรดลีย์คิดค้นชุดอุปกรณ์ Radmaste [ 4 ]ในแอฟริกาใต้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้การทดลองทางเคมีที่มีประสิทธิภาพเป็นไปได้ในประเทศกำลังพัฒนาในโรงเรียนที่ขาดบริการทางเทคนิค (ไฟฟ้า น้ำประปา) ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติในหลายๆ ที่ อีกแนวทางหนึ่งคือการนำวิธีการนี้ไปใช้ในงานสังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเคมีอินทรีย์ ความก้าวหน้าที่สำคัญเกิดขึ้นโดยเมโย ไพค์ และบัตเชอร์[ 5 ]และโดยวิลเลียมสัน[ 6 ]ซึ่งแสดงให้เห็นว่านักเรียนที่ไม่มีประสบการณ์สามารถทำการสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้ในปริมาณเพียงไม่กี่สิบมิลลิกรัม ซึ่งเป็นทักษะที่ก่อนหน้านี้คิดว่าต้องใช้เวลาฝึกฝนและประสบการณ์หลายปี แนวทางเหล่านี้มาพร้อมกับการนำอุปกรณ์เฉพาะทางบางอย่างมาใช้ ซึ่งต่อมาเบรอเออร์ได้ทำให้ง่ายขึ้นโดยไม่สูญเสียความหลากหลายในการใช้งานมากนัก[ 7 ]
มีเอกสารเผยแพร่จำนวนมากที่ช่วยในการแนะนำโครงการดังกล่าว โดยให้คำแนะนำเกี่ยวกับการเลือกอุปกรณ์ เทคนิค และการทดลองเตรียมการ และการไหลเวียนของเนื้อหาดังกล่าวยังคงดำเนินต่อไปผ่านคอลัมน์ในวารสารการศึกษาเคมีที่ชื่อว่า 'ห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก' ซึ่งดำเนินการมาหลายปีแล้ว การลดขนาดการทดลอง เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการฉายภาพที่ทันสมัย เปิดโอกาสให้สามารถสาธิตการบรรยายเกี่ยวกับการทดลองที่อันตรายที่สุดได้อย่างปลอดภัย[ 8 ] แนวทางนี้ได้รับการยอมรับทั่วโลก กลายเป็นส่วนสำคัญในแวดวงการศึกษาในสหรัฐอเมริกา ใช้ในระดับที่น้อยกว่าในสหราชอาณาจักร และใช้ในหลายประเทศในสถาบันที่มีบุคลากรที่กระตือรือร้นเกี่ยวกับเรื่องนี้ ตัวอย่างเช่น ในอินเดีย ปัจจุบันมีการนำเคมีขนาดเล็ก/เคมีขนาดจุลภาคมาใช้ในมหาวิทยาลัยและวิทยาลัยบางแห่ง
ข้อดี
- ช่วยประหยัดเวลาในการเตรียมการและเก็บกวาด
- ลดปริมาณของเสียตั้งแต่ต้นทาง
- ความปลอดภัยที่มากขึ้น
- ต้นทุนที่ลดลงสำหรับสารเคมีและอุปกรณ์
- พื้นที่จัดเก็บขนาดเล็กกว่า
- ลดการพึ่งพาระบบระบายอากาศแบบเข้มข้น
- บรรยากาศการทำงานที่น่าพึงพอใจ[ 9 ]
- เวลาตอบสนองที่สั้นลง
- มีเวลามากขึ้นสำหรับการประเมินผลและการสื่อสาร
ศูนย์ต่างๆ
- ออสเตรียวิคเตอร์ โอเบนดราวฟ์
- จีนโจว หนิง-ห้วย
- อียิปต์มาห์มูด เค. เอล-มาร์ซาฟี
- เยอรมนีแองเจลา โคห์เลอร์-ครูทซ์เฟลด์ , ปีเตอร์ ชวาร์ซ , วอลเทราด์ ฮาเบลิทซ์-ทคอตซ์ , ไมเคิล เทาช์, จอห์น แม็กคาสคิล , ธีโอดอร์ โกรฟ , แบรนด์แบร์นด์-ไฮน์ริช , เกรเกอร์ ฟอน บอร์สเตล, สเตฟาน มัตตูเซค
- ฮ่องกงวิงฮงชาน
- อิสราเอลมอร์เดชัย ลิฟเนห์
- ญี่ปุ่นคาซูโกะ โอกิโนะ
- มาซิโดเนียเมโทดิยา นาจโดสกี
- เม็กซิโกฮอร์เก้ อิบาเนซ, อาร์ตูโร เฟรโกโซ, คาร์เมน โดเรีย, โรซา มาเรีย ไมเนโร, มาร์การิต้า เฮอร์นันเดซ และคณะ
- โปแลนด์อเล็กซานเดอร์ คาซุบสกี้, โดมินิก้า สตรูตินสกา, วูคัสซ์ สปอร์นี, ปิโอเตอร์ วโรเบวสกี้
- โปรตุเกสเอ็ม. เอลิซา ไมอา
- แอฟริกาใต้จอห์น แบรดลีย์มารี ดูทอยต์
- สวีเดนคริสเตอร์ กรูฟเบิร์ก
- สหรัฐอเมริกา
- ศูนย์เคมีระดับจุลภาคแห่งชาติ
- ศูนย์เคมีขนาดเล็กแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- เคมีก๊าซระดับจุลภาคของสหรัฐอเมริกา ; บรูซ แมทสัน
- เคนเนธ เอ็ม. ด็อกซี
- สุภาวัน ตันตยานนท์ประเทศไทย
- คูเวตอับดุลอาซิซ อัลนาจจาร์
- วิทยาลัยวิคตอเรียของรัฐบาลอินเดีย ปาลักกาด รัฐเกรละ
- สหราชอาณาจักรบ็อบ วอร์ลีย์, CLEAPSS, คริส ลอยด์ SSERC
การประชุม
การประชุมวิชาการนานาชาติเรื่องเคมีระดับจุลภาคครั้งที่ 1 พฤษภาคม 2543 ที่ Universidad Iberoamericana – Ciudad de Mexico
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 2 13-15 ธันวาคม 2544 ณ มหาวิทยาลัยฮ่องกงแบปติสต์ – ฮ่องกง
3rd International Symposium on Microscale Chemistry 18. – 20. พฤษภาคม 2548 ที่ Universidad Iberoamericana – Ciudad de Mexico """]]]
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 4กรุงเทพฯ ประเทศไทย พ.ศ. 2552
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 5 กรุงมะนิลา ประเทศฟิลิปปินส์ พ.ศ. 2553
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 6ณ กรุงคูเวต ประเทศคูเวต ปี 2011
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 7 กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี ปี 2013
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 8 ณกรุงเม็กซิโกซิตี้ ประเทศเม็กซิโก ปี 2015
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาค ครั้งที่ 9เมืองเซนได ประเทศญี่ปุ่น ปี 2017
การประชุมวิชาการนานาชาติครั้งที่ 10 เรื่องเคมีระดับจุลภาคมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสต์ พอตเชฟสตรอม แอฟริกาใต้ พ.ศ. 2562 [ 10 ]
การประชุมวิชาการนานาชาติว่าด้วยเคมีระดับจุลภาคครั้งที่ 11ออนไลน์ สหราชอาณาจักร 2021 [11]