นิตยสารรายสะดวก  Articles  ๒๓ เมษายน ๒๕๔๙
อนุภาคนาโน
โดโรที
... วันหนึ่ง​​เจอ​​กับยามคนหนึ่ง​​แกเอ่ยปากถามว่าเรียนอะไร​​อยู่​​​​ที่นี่ เราตอบ​​ไปว่า "นาโนเทคโนโลยี" ยามถามกลับมาว่า อ๋อ เกี่ยว​​กับพวกวงจรไฟฟ้าใช่ไหม เราพยั...
วันหนึ่ง​เจอ​กับยามคนหนึ่ง​แกเอ่ยปากถามว่าเรียนอะไร​อยู่​​ที่นี่ เราตอบ​ไปว่า "นาโนเทคโนโลยี" ยามถามกลับมาว่า อ๋อ เกี่ยว​กับพวกวงจรไฟฟ้าใช่ไหม เราพยักหน้าหงึกๆ​ว่าใช่บาง​ส่วน ​เพราะมัน​เป็นเทคโนโลยีหนึ่ง​​ที่นำ​ไปประยุกต์​ใช้ในงานเกี่ยว​กับไฟฟ้า​ได้

นาโนเทคโนโลยีถูกจัด​เป็นเทคโนโลยีใหม่​และยังมีอีกหลายคน​ที่ไม่เข้าใจว่ามัน​คืออะไร​ เทคโนโลยีนี้มีรากฐานมาจากอนุภาคระดับนาโน วันนี้เลย​นำเรื่อง​เกี่ยว​กับอนุภาคนาโนมาเล่าสู่กันฟังค่ะ​

อนุภาคนาโนถูกจัด​เป็นอนุภาคระดับกล้องจุลทรรศน์​ซึ่งหมายถึงเราไม่​สามารถมองเห็นอนุภาคนั้น​ๆ​​ได้​โดยตรงด้วยตาเปล่าสองข้างของเรานั่นเอง มีหลายสิ่งหลายอย่าง​ที่เราไม่​สามารถมองเห็น​ได้ด้วยตาเปล่า​แต่สิ่งเหล่านั้น​ก็ไม่​ได้ถูกนำมารวม​เป็นอนุภาคนาโน​ทั้งหมด ​เพราะอนุภาคนาโนนั้น​​จะ​ต้องมีขนาดในระดับนาโนเมตรเท่านั้น​ (nm = nanometres) ​แต่ก็ใช่ว่าอะไร​ก็ตาม​ที่มีหน่วย​เป็นนาโนเมตรนั้น​​คืออนุภาคนาโน​ทั้งหมดอีกเช่นกัน ครั้งหนึ่ง​เคยอ่านเจอบท​ความวิพากวิจารณ์นักวิจัยท่านหนึ่ง​ว่า นักวิจัยท่านนั้น​ทำงานระดับไมโครแล้ว​มีการเปลี่ยนหน่วยให้​เป็นนาโน ​ซึ่งจริงเท็จอย่างไรไม่อาจทราบ​ได้ ​แต่​ถ้าผู้วิจารณ์ท่านนั้น​มี​ความเข้าใจถึงระดับอนุภาคนาโนอย่างถ่องแท้ว่า "อนุภาคนาโนนั้น​​ต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 100 nm เท่านั้น​" ถ้อยคำวิจารณ์อันนั้น​อาจ​จะไม่เกิดขึ้น​ก็​ได้

​โดยทั่ว​ไปอนุภาคนาโนถูกสร้างมาจากวัตถุกึ่งตัวนำ​โดยอาจ​จะนำมาติดด้วยควอนตัมดอท (quantum dot หรือรู้จักกันในอีกนามว่า semiconductor nanocrystal ​ซึ่งหมายถึงผลึกของแข็งของสารกึ่งตัวนำ ​ที่ประกอบ​ไปด้วยขนาดของอะตอม​ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 10-20 นาโนเมตร ประมาณ 10 - 50 อะตอม รวม​ทั้งมี electron ​เป็นองค์ประกอบตั้งแต่ 100 -- 1000 electrons)​

อนุภาคนาโนนั้น​​เป็นอนุภาค​ที่สำคัญอย่างยิ่งในวงการวิทยาศาสตร์​เนื่องจาก​เป็นสะพานเชื่อมของวัตถุ อะตอม ​และโครงสร้างระดับโมเลกุล​ได้​เป็นอย่างดี วัตถุ​ที่มีขนาดใหญ่​จะมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์คง​ที่ตามขนดของวัตถุนั้น​ ​แต่ในวัตถุระดับนาโนไม่​เป็นเช่นนั้น​​เนื่องจากมีคุณสมบัติอื่นเข้ามาร่วมด้วย ​ได้แก่ quantum confinement, surface plasmon resonance ​และ superparamagnetism

(​ทั้งสามตัวนี้หมายถึงอะไร​นั้น​ขออนุญาตไม่เขียนไว้ในนี้เดี๋ยว​จะยืดยาวเกิน​ไป ​แต่​ถ้า​ใครสนใจถามเข้ามา​ได้นะคะ​ยินดีตอบให้ตาม​ความเข้าใจ​ที่​ได้ศึกษามาค่ะ​)

คุณสมบัติของวัตถุมีการเปลี่ยนแปลง​เมื่อมีขนาดเล็กลงในระดับนาโน เช่น การโค้งงอของขดลวดทองแดงยังคงเกิดขึ้น​​ได้​เมื่อ​เมื่ออะตอมของทองแดงอยู่​ในระดับ 50 nm ​แต่​เมื่อใดก็ตาม​ที่อนุภาคทองแดงมีขนาดเล็กกว่า 50 nm ทองแดงอันนี้​จะกลาย​เป็นทองแดง​ที่มีขนาดแข็งมากจนไม่​สามารถ​จะโค้งงอ​ได้เลย​ทีเดียว ...​.ว้าว...​

สิ่ง​ที่น่าสนใจอีกอย่างของอนุภาคนาโน​คือ​ความสัมพันธ์​ระหว่าง​ระหว่างอะตอม​กับพื้น​ที่ผิวของอนุภาคขนาดเล็ก ​โดยปริมาณของอะตอม​ที่พื้น​ที่ผิวมีนัยสำคัญ​กับขนาดของอนุภาคในระดับนาโน นอกจากนี้แล้ว​อนุภาคนาโน​สามารถอยู่​ในรูปของแขวนลอย​ได้เช่นกัน ​เนื่องจากแรง​ระหว่างพื้น​ที่ผิวของอนุภาคนาโนในตัวทำละลายมีมากเพียงพอ​ที่​จะทำให้อนุภาคนาโนนี้ลอยตัวอยู่​​ได้

อนุภาคนาโนบางชนิดมีขนาดเล็กมากทำให้เกิดการสะท้อนของแสง​ที่เรา​สามารถมองเห็น​ได้ด้วยตาเปล่า เช่น อนุภาคนาโนของทอง ​ซึ่งปรากฏให้เห็น​เป็นสีแดง​ที่เรียกันว่า ruby หรือ burgundy อนุภาคนาโนยังคงเกี่ยวโยง​ไปถึง clusters ​ซึ่งหมายถึงกลุ่มเล็กๆ​ของอะตอมหรือโมเลกุลนั่นเอง คุณสมบัติเกี่ยว​กับ วัตถุ, dielectric (สสาร​ที่มีแรงต้านอย่างสูงต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า เช่น ฉนวนไฟฟ้า) ​และ​ความ​สามารถของการ​เป็นสารกึ่งตัวนำของอนุภาคนาโนนั้น​ ​สามารถถูกสร้างขึ้น​​เป็นโครงสร้างผสมขึ้น​มานำ​ไปประยุกต์​ใช้งาน​ได้หลายๆ​​เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการนำ​ไป​ใช้ให้ดียิ่งขึ้น​ เช่น นาโนเชล (core-shell nanoparticles) ยิ่ง​ไปกว่านั้น​อนุภาคนาโน​สามารถถูกออกแบบให้มีรูปร่างแตกต่างกัน​ไป เช่น ทรงกลม (nanospheres) รูปสีแดงฝั่งซ้ายมือ (A-F)​คืออนุภาคนาโนรูปร่างทรงกลม​ที่​กำลังขยายแตกต่างกันค่ะ​
คลิกดูภาพขยาย


​ส่วนฝั่งขวามือนั้น​​คืออนุภาคนาโนแบบท่อน (nanorods)


นอกจากนี้แล้ว​ยังมีรูปร่างอื่นๆ​อีกมากมาย​​ที่ดูแล้ว​​เป็นถ้วยสวยงาม เช่น nanocups


ควอนตัมดอท​และ nanocrystal (ผลึกของวัตถุ​ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระดับนาโน) ก็ถูกจัด​เป็นอนุภาคนาโนเช่นกัน


การนำอนุภาคนาโนมาประยุกต์​ใช้งานนั้น​​สามารถนำมา​ใช้​ได้ในหลายๆ​งาน ​ทั้งทางด้านหุ่นยนต์ วงจรไฟฟ้า เครื่องกล รวม​ไปถึงทางด้านชีววิทยา ​และวงการแพทย์ ต่างก็สนใจ​ที่​จะนำ​เอาอนุภาคนาโนนี้มาประยุกต์​ใช้​เพื่อผลิตงาน​ที่มีคุณค่านำ​ไป​ใช้ประโยชน์​ได้มากขึ้น​

การศึกษาคุณสมบัติลักษณะรูปร่างของอนุภาคนาโน​เป็นปัจจัยสำคัญ​ที่​จะ​ต้องเรียนรู้ก่อน​ที่​จะนำ​ไป​ใช้งาน ​ซึ่งเทคนิคอุปกรณ์ต่างๆ​​ที่​ใช้ในการศึกษา ​ได้แก่ electron microscopy [TEM,SEM], atomic force microscopy [AFM], x-ray photoelectron spectroscopy [XPS], powder x-ray diffractometry [XRD], ​และ Fourier transform infrared spectroscopy [FTIR] ตาม​ที่เขียนไว้ข้างบนว่าเรา​ต้องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ ​โดย​จะ​ต้อง​เป็นกล้องจุลทรรศน์พิเศษ​ที่มี​กำลังขยายสูงมากเราเรียกกันว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอน: TEM/SEM

ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์​ที่นำอนุภาคนาโนมาผลิตออกมา​เป็นทางการค้าแล้ว​ เช่น ตู้เย็น เครื่องซักผ้า ​ที่นำอนุภาคนาโนของเงิน (Silver นะคะ​ไม่ใช่ Money :)) เข้ามา​เป็นตัวช่วยในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์​ที่แอบแฝงอยู่​​โดย​ที่เราไม่​สามารถมองเห็น​ได้ Silver มีคุณสมบัติในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์ ช่วยทำให้ยืดอายุอาหาร​ที่เราแช่ตู้เย็น​ที่มีองค์ประกอบของอนุภาคนาโนตัวนี้​ได้นานขึ้น​กว่าตู้เย็นปกติ ​ส่วนในเครื่องซักผ้านั้น​เสื้อผ้าก็ถูกทำ​ความสะอาดหมดจดปลอดเชื้อโรคตกค้างค่ะ​ ​ใครสนใจอยากรู้จักจุลินทรีย์แนะนำให้​ไปอ่านตาม link นี้เลย​ค่ะ​ http://www.noknoi.com/magazine/series_cover.php?t=1454

ตาม​ที่คุณสมบัติของอนุภาคนาโน​ที่น่าสนใจทำให้งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ต่างก็มุ่งมาสนใจค้นคว้าเกี่ยว​กับการอนุภาคนาโนมา​ใช้มากขึ้น​​โดยเฉพาะ​ที่อเมริกา มีการสนับสนุนทุ่มทุนก้อนใหญ่​เพื่องานวิจัยด้านนี้​โดยเฉพาะ...​...​...​...​...​...​...​


หวังว่าผู้อ่านทุกท่าน​ที่แวะเวียนมาอ่านคงเข้าใจคร่าวๆ​ว่าอนุภาคนาโน​คืออะไร​​และ​สามารถนำ​ไปประยุกต์​ใช้งาน​ได้อย่างไร
แปลเรียบเรียง​และเพิ่มเติมจาก

http://www.sciencedaily.com/encyclopedia/Nanoparticle


รูปภาพ​ทั้งสาม​ได้มาจาก www.rpi.edu www.cemes.fr ​และ http:// nanotech-now.com ตามลำดับค่ะ​

 

F a c t   C a r d
Article ID A-1475 Article's Rate 14 votes
ชื่อเรื่อง อนุภาคนาโน
ผู้แต่ง โดโรที
ตีพิมพ์เมื่อ ๒๓ เมษายน ๒๕๔๙
ตีพิมพ์ในคอลัมน์ สัพเพเหระ
จำนวนผู้เปิดอ่าน ๒๓๐๒ ครั้ง
จำนวนความเห็น ๗ ความเห็น
จำนวนดอกไม้รวม ๕๕
| | | |
เชิญโหวตให้เรตติ้งดอกไม้แก่ข้อเขียนนี้  
R e a d e r ' s   C o m m e n t
ความเห็นที่ ๑ : ศาลานกน้อย [C-7381 ], [000.000.000.000]
เมื่อวันที่ : 22 เม.ย. 2549, 16.32 น.

ผู้อ่าน​ที่รัก,

นิตยสารรายสะดวก​ ​และผู้เขียนยินดีรับฟัง​ความคิดเห็นต่อข้อเขียนชิ้นนี้
เชิญคลิกแสดง​ความเห็น​ได้​โดยอิสระ ขอขอบคุณ​และรู้สึก​เป็นเกียรติอย่างยิ่ง ในการมี​ส่วนร่วมของท่านในครั้งนี้...​

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๒ : Poceille มาอ่านเอาความรู้ฮับ [C-7393 ], [202.57.183.19]
เมื่อวันที่ : 23 เม.ย. 2549, 18.38 น.

โอ้...​ ​พระเจ้าโจอี้...​ โลกนี้มันช่างมีอะไร​ซับซ้อนซ่อนเงื่อนจริง ๆ​ นะคะ​


โพยอมรับกันตรง ๆ​ เลย​ว่า ตอนแรกโพคิดอยู่​เหมือนกันว่า นาโน​คืออะไร​ก็ตาม​ที่มีขนาดเล็กกว่าไมโคร ​ทั้งนี้​เพราะโพติดอยู่​​กับการชั่งตวงวัด​ที่ระดับไมโครย่อมใหญ่กว่านาโน ​และนาโนย่อมใหญ่กว่าพิโค...​ ​แต่จริง ๆ​ แล้ว​โพไม่รู้หรอกว่าอะไร​​คือนาโนเทคโนโลยี? รู้เพียงว่า​เป็นเทคโนโลยียุคใหม่​ที่​ใครต่อ​ใครพากันสนใจ เครื่อง​ใช้ไฟฟ้าในยุคนี้​ต้องมีนาโน​เป็น​ส่วนประกอบไม่งั้นไม่อินเทรนด์

ขอบคุณสำหรับบท​ความวิชาการบทนี้นะคะ​ ​แม้​จะยังอ่านไม่เข้าใจนัก ​แต่ก็พอ​จะรู้เรื่อง​นาโนเพิ่มขึ้น​กว่า​แต่ก่อนค่ะ​

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๓ : pilgrim [C-7394 ], [82.3.32.76]
เมื่อวันที่ : 24 เม.ย. 2549, 01.45 น.

แล้ว​ในวงการเครื่องสำอางล่ะคะ​ โดโรที ​ที่​เขา​เอานาโนเทคโนโลยีมา​ใช้เหมือนกัน ​เขา​ใช้ยังไงคะ​ พี่ก็สงสัยเหมือนกัน

เรื่อง​นี้น่ารู้นะคะ​ เด็กๆ​คง​จะชอบอ่าน​เอาไว้ทำรายงานด้วย ​ได้​ทั้งประโยชน์ ​ได้​ทั้ง​ความรู้ค่ะ​

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๔ : โดโรที [C-7398 ], [203.206.229.18]
เมื่อวันที่ : 24 เม.ย. 2549, 04.41 น.

ขอบคุณคุณโพ​ที่แวะมาค่ะ​
รับทราบค่ะ​พี่พิลรอบหน้า​จะเขียนเกี่ยว​กับเรื่อง​นาโน​กับเครื่องสำอางค์ค่ะ​

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๕ : k-me [C-12475 ], [202.29.82.21]
เมื่อวันที่ : 01 ก.ย. 2550, 13.41 น.

ช่วยอธิบายถึง surface plasmon resonance ให้​ได้มั๊ยคะ​
​ต้องการข้อมูล​เป็นอย่างมาก ​เพื่อ​ใช้ในการสัมมนาค่ะ​

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๖ : wee [C-16105 ], [203.131.211.136]
เมื่อวันที่ : 20 ส.ค. 2552, 05.27 น.

อยากทราบ​ความหมายของ surface plasmon resonance​และขั้นตอนการ เกิด surface enhanced raman scattering อย่างละเอียดค่ะ​ ว่ามี​ความหมายอย่างไร เรื่อง​ด่วนมากค่ะ​ ​ต้อง​ใช้ในงานสัมนา

แจ้งลบข้อความ


ความเห็นที่ ๗ : คิงกิโย [C-16222 ], [125.27.223.210]
เมื่อวันที่ : 06 ก.ย. 2552, 22.17 น.

ขอบคุณค่ะ​​ที่นำข่อมูลมาแจกจ่าย อิอิ น่าสนใจมาก ตอนนี้เราก็ทำงานวิจัยเรื่อง​นาโนอยู่​ ไม่ทราบว่ามีข้อมูลเพิ่มเติมจากนี้อีกไหม คำจำกัด​ความของอนุภาคนาโน​เป็นภาษาไทย ​เป็นยังไง ขอบคุณค่ะ​

แจ้งลบข้อความ


สั่งให้ระบบส่งเมลแจ้งการเพิ่มเติมความเห็น
 ศาลานกน้อย พร้อมบริการเสมอ และยินดีรับฟังข้อเสนอแนะจากทุกท่าน  ติดต่อเว็บมาสเตอร์ได้ทางคอลัมน์ คุยกับลุงเปี๊ยก หรือทางอีเมลได้ที่ uncle-piak@noknoi.com  พัฒนาระบบ : ธีรพงษ์ สุทธิวราภิรักษ์  โลโกนกน้อย : สุชา สนิทวงศ์  ภาพดอกไม้ในนกแชท : ณัฐพร บุญประภา  ลิขสิทธิ์งานเขียนในนิตยสารรายสะดวก เป็นของผู้เขียนเรื่องนั้น  ข้อความที่โพสบนเว็บไซต์แห่งนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้โพสทั้งสิ้น