จากความสำเร็จของคณะผู้วิจัย ในการพัฒนาเทคโนโลยีพลาสมาอบอ่อน สำหรับเพิ่มมูลค่าพลอยธรรมชาติทัวร์มาลีนกลุ่มสีโทนเข้มจากแหล่งไนจีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดความเข้มพลอยกลุ่มสีม่วงเข้มจนมืด เปลี่ยนเป็นพลอยใสสีชมพูถึงแดงสดสว่างคล้ายพลอยรูเบลไลต์ ซึ่งมีราคาแพง โดยที่ระดับความเข้มสี สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมชนิดพลาสมา ระดับความดันภายในห้องพลาสมา และระยะเวลาการอาบพลาสมา โดยเชื่อว่าพลาสมาอบอ่อนในบรรยากาศออกซิเจนเข้มข้น ทำให้ Mn2+ ซึ่งทำให้เกิดสีม่วงเกือบดำ เปลี่ยนสถานะเป็น Mn3+ ซึ่งให้สีแดงในทัวร์มาลีน โดยมีอิทธิพลของ Fe ร่วมด้วย แผนงานวิจัยนี้ ได้พัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีใหม่นี้ ให้สามารถนำมาปรับปรุงคุณภาพพลอยทัวร์มาลีนและเบริลชนิดอื่นๆ ที่มีธาตุให้สีเป็นแมงกานีส (Mn) และเหล็ก (Fe) เช่นเดียวกัน โดยคัดเลือกจากข้อมูลของผู้ประกอบการพลอยว่าเป็นที่ต้องการสูงมาก ที่โดยปรกติสามารถปรับเปลี่ยนสีได้ด้วยความร้อน แต่การควบคุมบรรยากาศในการเผาให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้สีตามที่ต้องการเป็นไปได้ค่อนข้างยาก และมักส่งผลให้พลอยมีรอยแตกเพิ่มขึ้น จึงสร้างความเสียหายและเป็นปัญหาหลักของผู้ประกอบการ วิธีการแก้ปัญหาด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับแผนงานวิจัยนี้เชื่อมโยงด้วย โครงการย่อยที่ 1 ศึกษากระบวนการปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติ กลุ่มแรกทัวร์มาลีนชนิดรูเบลไลต์มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาปรับปรุงสีของที่ติดสีม่วงหรือมืดให้เห็นสีแดงเด่นชัดขึ้น กลุ่มที่สองการลดสีม่วงในกลุ่มทัวร์มาลีนพาราอิบาเพื่อให้เห็นสีฟ้าสว่างเด่นชัดขึ้น และกลุ่มที่สามการลดสีเหลืองในเบริลชนิดอะความารีนเพื่อให้เห็นสีฟ้าน้ำทะเลเข้มเด่นชัดขึ้น และการควบคุมการเกิดการแตกร้าวของพลอย ลดความเสียหายจากมลทินของเหลวและของแข็งภายใน เมื่อพลอยได้รับอุณหภูมิที่สูงเกินไป โครงการย่อยที่ 2 การสร้างเครื่องพลาสมาอบอ่อน พัฒนาให้เหมาะกับการปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว โดยการพัฒนาให้เครื่องสามารถสร้างพลาสมาได้หลากหลายขึ้น ทั้งจากก๊าซเดี่ยวและก๊าซผสม เพิ่มระบบแม่เหล็กเพื่อควบคุมความเข้มข้นของพลาสมา เพิ่มระบบอบอ่อนพลอยกำหนดอุณหภูมิที่เหมาะสมขณะอาบพลาสมา และปรับปรุงส่วนต่างๆ ของเครื่อง ให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และใช้งานสะดวกปลอดภัย เพื่อเปิดโอกาสให้ผู้ประกอบการทดลองใช้ทดสอบประสิทธิภาพ ส่วน โครงการย่อยที่ 3 มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์พลอยด้วยเทคนิคระดับสูง เพื่อพัฒนาฐานข้อมูลการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว ต่อการประยุกต์ใช้กระบวนการพลาสมาอบอ่อนด้วยเงื่อนไขต่างๆ ด้วยเทคนิคพลาสมาอบอ่อน สามารถนำมาใช้ปรับปรุงคุณภาพพลอยในสามกลุ่มนี้ได้ดี เนื่องจากเป็นเทคนิคที่ใช้อุณหภูมิต่ำ สามารถสร้างสภาวะแวดล้อมได้ ทั้งแบบออกซิเดชั่นและรีดักชั่น ที่สภาวะความชื้นต่างๆ จึงสามารถทำได้ทั้งในการเพิ่มความใส การเพิ่มโทนสีหรือลดโทนสี พร้อมทั้งสามารถควบคุมไม่ให้เกิดความเสียหายของรอยแตกภายในเพิ่มขึ้นได้ โครงการย่อยทั้ง 3 ได้ร่วมกันสร้างองค์ความรู้ ด้านการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกล เชิงกายภาพ และเชิงแสง ของพลอยก่อนและหลังการปรับปรุงคุณภาพด้วยพลาสมาและการประเมินผลความคุ้มค่าให้แก่ผู้ประกอบการ เพื่อนำผลวิเคราะห์ เป็นฐานข้อมูลในการกำหนดเงื่อนไขการปรับปรุงคุณภาพสีพลอยตามที่ตลาดพลอยต้องการ เพื่อเพิ่มมูลค่าพลอยธรรมชาติทัวร์มาลีนและเบริลสำหรับอุตสาหกรรมอัญมณีเครื่องประดับ ในส่วนแผนงานวิจัย ได้บูรณาการโครงการย่อยทั้ง 3 จนได้ฐานข้อมูลกระบวนการพลาสมาอบอ่อนปรับปรุงคุณภาพพลอยธรรมชาติสามกลุ่มดังกล่าว รวมถึงการศึกษาการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของแมงกานีสและเหล็ก ด้วยเทคนิค Synchrotron X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy ผลผลิตที่สำคัญ ได้แก่ เครื่องต้นแบบพลาสมาอบอ่อนระดับ SME ให้กับผู้ประกอบการเข้ามาร่วมวิจัย แลกเปลี่ยนความรู้ และมีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่อง และกระบวนการวิจัยในทุกขั้นตอน และหากสนใจสามารถสั่งผลิตเพื่อไปใช้งานในส่วนบุคลหรือวิสาหกิจชุมชน ต่อยอดเข้าสู่ผู้ประกอบกลุ่มธุรกิจขนาดย่อมด้านอัญมณีเครื่องประดับ เพื่อนำไปใช้พัฒนาคุณภาพพลอยเนื้ออ่อนต่อไปได้ นอกจากนั้น พลอยจากการปรับปรุงคุณภาพได้นำไปขึ้นตัวเรือนต้นแบบเครื่องประดับอัญมณีสะท้อนวัฒนธรรมและอัตลักษณ์ของจันทบุรี สอดคล้องกับแรงบันดาลใจของสุนทรีย์จักรราศี 12 รูปแบบ ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ออกแบบ 3 มิติ นวัตกรรมเครื่องประดับในชื่อผลงาน ลิขิตลัคนาศิริล้ำค่าจันทบูร สามารถนำคุณค่าจากวิถีชีวิตตลาดพลอยจันทบุรี ผสมผสานการพัฒนาอัญมณีและการออกแบบสร้างสรรค์ สร้างมูลค่าเครื่องประดับอัตลักษณ์ เป็นหนึ่งในการสร้างมูลค่าเศรษฐกิจสร้างสรรค์ของประเทศไทย<br><br>The current program has been launched based on the accomplishment of our previous investigation on the development of plasma annealing technology for the color improvement of the dark tone tourmaline from Nigeria, particularly, turning the very dark purple tourmaline to be the pink to red color rubellite. We have found that plasma annealing could control the color tone of tourmaline by varying plasma source gases, vacuum pressure, and duration of treatment. The changes could be attributed to the transformation of Mn2+ which yielded purple color to Mn3+ which yielded pink to red color in combination with defect annealing mechanism. The current program has focused on applying this newly invent plasma annealing technology for the improvement of other highly demanded tourmaline and beryl influenced by Mn and/or Fe chromophore(s). The program consists of 3 projects. For the 1st project, the investigation has focused on the plasma annealing processing setup for quality enhancement of three of the most valuable tourmaline and beryl gemstones issuing from our SME partners, i.e., tuning the dark purple tone in tourmaline to be pure pink/red color of rubellite, tuning the purple tone in Paraiba for enhancing the blue color, and tuning the yellow tone in beryl to be the blue color of aquamarine. It is known that the heat treatment can modify the color of these gemstones but frequently caused cracking due to the exploding of the liquid and gasses inclusions in the stones. The study has devoted itself to understand and suppress such damages. For the 2nd project, the specific plasma annealing system for the SME industry was designed and constructed based on the prior laboratory-scale prototype, with the capability to generate plasma from various source gases under controllable microwave power, the capability to handle various sizes and shapes of samples, and the easy to maintenance. The plasma system has been equipped with the magnetic for plasma confinement, the heater for in-situ annealing, and the controllable gasses system for various plasma generations. The system could be used in a more controllable fashion available for both reducing and oxidation atmospheres at a very specific temperature, pressure, and moisture, for increasing or decreasing the color tone of gemstones. For the 3rd project, the investigation has focused on the establishment of the database including the modification of mechanical, physical, and optical properties of tourmaline and beryl samples under various plasma annealing treatment conditions. As for the main program, the effects of plasma annealing on the oxidation state of Mn and Fe chromophores have been studied through Synchrotron X-ray absorption Near Edge Spectroscopy. The program has conducted the design of jewelry following the identity of Chanthaburi province and decorated them with plasma-treated gemstones. During running the program, the private partners were allowed to participate in all activities. At the very last step, the achievements from all projects have been integrated to form the complete database consisting of both plasma annealing system and treatment processing conditions available for the private partners to use for their applications. Thus, achievements from the program have been simultaneously transferred to the Entrepreneur in the gems and jewelry SMEs industry.