ห้องปฏิบัติการที่ต้องพึ่งพาก๊าซฮีเลียมกำลังเผชิญวิกฤตครั้งใหญ่…เว้นแต่ว่าพวกเขาจะมีเครื่องมือจาก LECO จากความขัดแย้งทางทหารในตะวันออกกลาง เมืองอุตสาหกรรม Ras Laffan ของกาตาร์ ซึ่งเป็นศูนย์กลางการผลิตฮีเลียมที่ใหญ่ที่สุดของโลกและเป็นแหล่งผลิตถึงหนึ่งในสามของปริมาณฮีเลียมทั่วโลก ได้หยุดดำเนินการลงแล้ว ยิ่งไปกว่านั้น ช่องแคบฮอร์มุซ ซึ่งเป็นเส้นทางขนส่งสำคัญในการส่งออกฮีเลียม ก็ถูกปิดเช่นกัน ส่งผลให้แม้แต่ถังฮีเลียมที่บรรจุไว้แล้วก็ไม่สามารถขนส่งถึงลูกค้าได้ตามปกติ ด้วยเหตุนี้ ราคาฮีเลียมจึงพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก โดยราคาตลาดบางส่วนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ขณะเดียวกัน โลกกำลังเผชิญกับภาวะขาดแคลนอย่างรุนแรง เนื่องจากปริมาณฮีเลียมลดลงประมาณ 5.2 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อเดือน
เหตุใดต้นทุนและอุปทานของฮีเลียมจึงสำคัญต่อห้องปฏิบัติการ
แม้ว่าหลายคนอาจคุ้นเคยกับฮีเลียมในฐานะก๊าซที่ใช้เติมลูกโป่ง แต่ในความเป็นจริง ฮีเลียมมีบทบาทสำคัญในงานที่มีความซับซ้อนและจริงจังมากกว่านั้น ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัว เช่น จุดเดือดที่ต่ำมาก ความเฉื่อยทางเคมี และค่าการนำความร้อนสูง ทำให้ฮีเลียมเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ในงานเทคโนโลยีขั้นสูงหลายด้าน
ตัวอย่างเช่น ห้องปฏิบัติการวิจัยมักใช้ฮีเลียมเป็นก๊าซพา (carrier gas) ในการวิเคราะห์ธาตุ หรือในเทคนิคก๊าซโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี (GC-MS) ซึ่งใช้สำหรับแยกและระบุสารประกอบทางเคมีในตัวอย่าง อย่างไรก็ตาม ห้องปฏิบัติการวิจัยจำนวนมากได้รับงบประมาณจากภาครัฐและต้องดำเนินงานภายใต้ข้อจำกัดด้านงบประมาณที่เข้มงวด การปรับตัวของราคาฮีเลียมที่สูงขึ้นอาจทำให้ต้องชะลอหรือหยุดงานวิจัยชั่วคราวจนกว่าสถานการณ์จะคลี่คลาย ซึ่งอาจกินเวลาหลายเดือนหรือมากกว่านั้นแม้แต่ห้องปฏิบัติการที่มีงบประมาณเพียงพอก็อาจได้รับผลกระทบ หากอุปทานฮีเลียมไม่เพียงพอต่อความต้องการ เนื่องจากการใช้งานทางการแพทย์มักได้รับการจัดสรรเป็นลำดับความสำคัญสูงสุด สถานการณ์นี้อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของผลการวิเคราะห์ และการปฏิบัติตามมาตรฐานหรือข้อกำหนดทางกฎหมายที่เกี่ยวข้อง
ผลกระทบขยายวงกว้างกว่าที่คิด
เมื่อฮีเลียมไม่สามารถจัดหาได้ หรือมีราคาสูงเกินไป ผลกระทบจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและแผ่ขยายเป็นวงกว้าง ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงในลูกโป่ง หรือห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ยังรวมถึง:
- การวินิจฉัยทางการแพทย์ล่าช้า: เครื่อง MRI ซึ่งต้องใช้ฮีเลียมในการทำความเย็นแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด อาจไม่สามารถใช้งานได้ ส่งผลให้การตรวจวินิจฉัยที่สำคัญล่าช้า
- คอขวดในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์: การขาดแคลนชิปอาจรุนแรงขึ้น กระทบต่ออุปกรณ์หลากหลาย ตั้งแต่สมาร์ตโฟน รถยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงโครงสร้างพื้นฐานด้าน AI
- การหยุดชะงักในภาคอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมการเชื่อม การบินและอวกาศ รวมถึงการผลิตใยแก้วนำแสง ต้องเผชิญต้นทุนที่สูงขึ้นและความเสี่ยงในการหยุดสายการผลิต
LECO’s Solution: เครื่องมือที่ไม่ต้องพึ่งพาฮีเลียม
ท่ามกลางวิกฤตที่กำลังก่อตัวนี้ LECO ได้นำเสนอแนวทางแก้ไขที่ทั้งใช้งานได้จริงและมองไปข้างหน้า นี่นับเป็นวิกฤตอุปทานฮีเลียมครั้งใหญ่ครั้งที่ 5 นับตั้งแต่ปี 2006 และมีแนวโน้มว่าจะเกิดขึ้นอีกในอนาคต เนื่องจากแหล่งผลิตฮีเลียมกระจุกตัวอยู่เพียงไม่กี่ภูมิภาค การหยุดชะงักในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งจึงสามารถส่งผลกระทบต่อทั้งอุตสาหกรรมได้อย่างมีนัยสำคัญ
ด้วยเหตุนี้ LECO จึงออกแบบเครื่องมือวิเคราะห์ที่ล้ำสมัยให้สามารถทำงานโดยใช้ก๊าซทางเลือกแทนฮีเลียมได้ โดยขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องมือ ก๊าซทางเลือก เช่น ไนโตรเจน อาร์กอน หรือไฮโดรเจน สามารถนำมาใช้แทนได้ ซึ่งก๊าซเหล่านี้มีปริมาณมาก ต้นทุนคุ้มค่า และมีความเสี่ยงจากปัจจัยทางภูมิรัฐศาสตร์น้อยกว่าฮีเลียม
โซลูชันที่ไม่ต้องพึ่งพาฮีเลียมของ LECO ช่วยให้การดำเนินงานยังคงต่อเนื่อง มีประสิทธิภาพ และพร้อมรับอนาคตในโลกที่ฮีเลียมกำลังขาดแคลนและมีราคาสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความยืดหยุ่นเช่นนี้ไม่ใช่เพียง “ทางเลือก” อีกต่อไป แต่เป็น “ความจำเป็น” หากห้องปฏิบัติการหรือองค์กรของคุณกำลังเผชิญแรงกดดันจากภาวะขาดแคลนฮีเลียม นี่คือเวลาที่เหมาะสมในการมองหาทางเลือกใหม่
นี่ไม่ใช่วิกฤตฮีเลียมครั้งแรก และจะไม่ใช่ครั้งสุดท้าย ห้องปฏิบัติการของคุณพร้อมรับมือแล้วหรือยัง?
เครื่องมือ LECO รองรับก๊าซทางเลือกแทนการใช้ฮีเลียม
| Instrument / Series | Supported Carrier Gases | หมายเหตุการใช้งาน / ข้อจำกัด | App Note |
| Pegasus BT (Bench-Top GC–TOFMS, incl. BT 4D) | ฮีเลียม หรือ ไฮโดรเจน | รองรับการใช้ H₂ เป็นตัวนำใน GC โดยใช้ชุดอุปกรณ์เสริมเพื่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพในการทำงานกับไฮโดรเจนเทียบเท่ากับฮีเลียม – ซีรีส์ Pegasus BT ตรงตามข้อกำหนดด้านความไวอย่างเต็มที่ไม่ว่าจะใช้ก๊าซชนิดใดก็ตาม | “A Rapid, Robust and Sensitive Analysis of Tea Tree Essential Oil Quality by GC-TOFMS with Hydrogen as Carrier Gas” |
| Pegasus BTX (Next-gen BT, incl. BTX 4D) | ฮีเลียม หรือ ไฮโดรเจน | ออกแบบมาเพื่อการใช้งานที่ราบรื่นตั้งแต่ฮีเลียมไปจนถึงไฮโดรเจน เครื่องวิเคราะห์ Pegasus BTX ซีรีส์รักษา Sensitivity ได้ในระดับต่ำมากได้ไม่ว่าจะใช้ฮีเลียมหรือไฮโดรเจนเป็น Carrier gas ซึ่งเป็นความสามารถที่หาได้ยากในเครื่อง GC–MS ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ใดๆ นอกเหนือจากการตั้งค่ามาตรฐาน | “Ginger Oil Analysis and Grade Differentiation with Pegasus BTX Using Hydrogen Carrier Gas” |
| Pegasus HRT (High-Resolution TOF-MS, incl. 4D) | ฮีเลียม หรือ ไฮโดรเจน | ระบบ GC–TOFMS ความละเอียดสูงรองรับการใช้ H₂ เป็น carrier gas เช่นเดียวกับ He หมายเหตุ: ต้องปฏิบัติตามระเบียบด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัดเนื่องจากไฮโดรเจนติดไฟได้ง่าย ไม่แนะนำให้ใช้ไฮโดรเจนใน เครื่องมือ/การกำหนดค่า ที่อาจมีการสะสมของก๊าซ (เช่น ท่อส่งก๊าซแนวตั้งที่ยาวมาก) แต่เครื่องมือ HRT ของ LECO ใช้เทคโนโลยี Folded Flight Path ซึ่งช่วยขจัดข้อกังวลนี้ได้ | “GC–MS Analysis with Hydrogen Carrier Gas on GC×GC-HRTOFMS (MMS Ion Source)” |
LECO 828 Series (Nitrogen/Protein/Carbon/Hydrogen) | ฮีเลียม หรือ อาร์กอน | เครื่อง LECO 828 Series รองรับการใช้ก๊าซอาร์กอนเป็น carrier gas ทางเลือกแทนฮีเลียม ฮีเลียมให้ความไวในการตรวจจับ TCD ที่สูงกว่า (ซึ่งสำคัญสำหรับตัวอย่างที่มีไนโตรเจนต่ำ) ในขณะที่การใช้ก๊าซอาร์กอนจะเพิ่มขีดจำกัดการตรวจจับไนโตรเจนและลดความแม่นยำในช่วงต่ำลงเล็กน้อย การเปลี่ยนชนิดของก๊าซทำได้ง่ายๆ โดยการอัปเดตการตั้งค่าวิธีการและอัตราการไหล (ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์) | “Carbon, Hydrogen, and Nitrogen in Biomass using CHN828” |
| LECO 928 Series (Nitrogen/Protein/Carbon/Sulfur) | ฮีเลียม หรือ อาร์กอน | เครื่องวิเคราะห์ LECO 928 Series ยังรองรับการใช้ก๊าซอาร์กอนเป็นcarrier gas แทนฮีเลียม การใช้ฮีเลียมให้ความไวที่ดีที่สุดและขีดจำกัดการตรวจจับต่ำที่สุดสำหรับไนโตรเจน ในขณะที่การใช้อาร์กอนจะเพิ่มเวลาในการวิเคราะห์เล็กน้อยและเพิ่มขีดจำกัดการตรวจจับไนโตรเจน (เนื่องจากความแตกต่างของค่าการนำความร้อนที่น้อยกว่า) เครื่องมือในซีรีส์ 928 มีการตั้งค่าในตัวสำหรับก๊าซทั้งสองชนิด เมื่อเปลี่ยนการใช้ก๊าซ ผู้ใช้เพียงแค่ปรับอัตราการไหลและเลือก carrier gas ที่เหมาะสมในการตั้งค่าระบบ ผู้ใช้ยังมีตัวเลือกในการเลือกขนาดของลูปตัวอย่างที่ใหญ่ขึ้นในวิธีการวิเคราะห์เพื่อเพิ่มความแม่นยำ | “Determination of Carbon and Nitrogen in Carbon Black and Graphite” |
| 736/836 Series (Inert Gas Fusion O2/N2 /H2 analyzers) | ฮีเลียม หรือ อาร์กอน | เครื่องวิเคราะห์การหลอมรวมก๊าซเฉื่อยของ LECO สำหรับออกซิเจนและไนโตรเจนในวัสดุอนินทรีย์ (เช่น รุ่น ON736, ON836) โดยทั่วไปจะใช้ฮีเลียมเป็นตัวนำสำหรับ TCD ที่วัด N2 ระบบเหล่านี้สามารถทำงานกับอาร์กอนได้เช่นกัน หากติดตั้ง TCD แบบใช้งานได้สองวัตถุประสงค์ He/Ar ที่เหมาะสม การเปลี่ยนจากฮีเลียมเป็นอาร์กอนในเครื่องมือเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าเพียงครั้งเดียว ก๊าซทั้งสองชนิดได้รับการสนับสนุนในซอฟต์แวร์ (การตั้งค่า “ประเภทก๊าซ” ที่เลือกได้) เมื่อใช้อาร์กอน เตาเผาจะทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นและผลิตเขม่ามากขึ้น ดังนั้นการบำรุงรักษา (การเปลี่ยนตัวกรอง การทำความสะอาด) จึงต้องบ่อยขึ้น ความแม่นยำของไนโตรเจนในระดับต่ำก็จะลดลงเล็กน้อยเมื่อใช้อาร์กอน | “Determination of Oxygen, Nitrogen, and Hydrogen in Iron, Steel, Nickel-base, and Cobalt-base Alloys: Comparison of Analytical Performance Between Argon and Helium Carrier” |
| DH603 Hydrogen Determinator | ไนโตรเจน (carrier), ฮีเลียม (calibration gas) | DH603 ใช้หลักการสกัดด้วยความร้อนเพื่อวัดปริมาณไฮโดรเจนทั้งแบบแพร่ได้ และแบบตกค้างในโลหะ โดยในกระบวนการวิเคราะห์ไม่ได้ใช้ฮีเลียมเป็นก๊าซพา แต่เลือกใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซ purge /carrier ในระบบ TCD แทน ฮีเลียมจะถูกใช้เพียงในปริมาณเล็กน้อยสำหรับการสอบเทียบ (calibration) และการตรวจสอบระบบเท่านั้น โดยใช้ส่วนผสม He-H₂ เพื่อป้อนปริมาณไฮโดรเจนที่ทราบค่าเข้าสู่ระบบ ในการใช้งานตามปกติ เตาจะถูก purge ด้วยไนโตรเจน และไฮโดรเจนที่ถูกปล่อยออกมาจากตัวอย่างจะถูกพาไปยังตัวตรวจวัด TCD ซึ่งอ้างอิงค่ากับพื้นหลังของไนโตรเจน การออกแบบลักษณะนี้ช่วยหลีกเลี่ยงการใช้ก๊าซไวไฟภายในเครื่องมือได้อย่างสิ้นเชิง เพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานและความมั่นใจในกระบวนการวิเคราะห์ | “Hydrogen Determination in Steel Samples Using DH603” |