Top 10 Emerging Technologies สำหรับปี ค.ศ. 2014

World Economic Forum ได้เลือก 10 เทคโนโลยีกำลังจะฮิต ติดกระแส หรือ Top 10 Emerging Technologies สำหรับปี ค.ศ. 2014 ผ่านมา 8 เดือนแล้วนะครับ ลองไปดูกันครับว่ามีอะไรกันบ้าง

- Quantified Self การประมวลผลเชิงปัจเจก ซึ่งข้อมูลต่างๆ ของบุคคลจะเก็บเข้ามาจากแหล่งต่างๆ เช่น อุปกรณ์มือถือ เซ็นเซอร์ สามารถใช้ทำนายวิถีชีวิต การเจ็บไข้ได้ป่วย และสิ่งที่เขาจะทำในอนาคตได้
- Body-adapted Wearable Electronics อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ จะมีการใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ ในปีนี้ครับ
- Nanostructured Carbon Composites วัสดุนาโนคาร์บอนที่เบาแต่แข็งแรงกว่าเหล็ก จะแทรกซึมเข้าไปทุกหย่อมหญ้า รวมทั้งรถยนต์
- Mining Metals from Desalination Brine การทำเหมืองแบบใหม่ที่สกัดโลหะออกจากน้ำเค็ม
- Grid-scale Electricity Storage การเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรีขนาดใหญ่ เป็นเครือข่ายโยงใยขนาดใหญ่ จะเกิดขึ้น
- Nanowire Lithium-ion Batteries แบตเตอรีจากวัสดุนาโน จะเข้าสู่ตลาดในปีนี้
- Screenless Displays อุปกรณ์แสดงผลที่ไม่ต้องอาศัยจอภาพจะต้องมา เพราะเรามีที่บนหน้าจอที่เล็กลงไปเรื่อยๆ
- Human Microbiome Therapeutics ร่างกายมนุษย์ไม่ได้มีแต่ตัวเรา แต่มีเจ้าจุลินทรีย์มากมายที่อาศัยอยู่ การรักษาสมดุลให้พวกนี้อยู่ร่วมกับเราได้ จะเป็นกระแสใหม่ในปีนี้
- RNA-based Therapeutics การรักษาแบบใหม่ที่เข้าไปแก้ไขในระดับพันธุกรรมกันเลย
- Brain-computer Interfaces การควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ด้วยคลื่นสมอง มีมานานแล้ว แต่ตลาดของมันจะเติบโตอย่างมากในปีนี้

Credit - World Economic Forum

Materials Intelligence - วัสดุปัญญา (ตอนที่ 5)

เมื่อประมาณ 2 ปีที่แล้ว เพื่อนๆ ของผมที่มหาวิทยาลัยมหิดล มีแผนการที่จะเปิดหลักสูตรวัสดุศาสตร์ (Materials Science) สำหรับระดับปริญญาโท และปริญญาเอก ในตอนนั้นพวกเราคุยกันว่า หลักสูตรนี้จะมีจุดขายอย่างไร จะมีเอกลักษณ์อย่างไร และจะสู้มหาวิทยาลัยอื่นๆ ได้หรือไม่ เพราะหลักสูตรวัสดุศาสตร์นี้มีมานานแล้วในประเทศไทย มหาวิทยาลัยมหิดลทำช้ากว่าเขาตั้ง 20 ปีเลยเชียวครับ

ผมจึงเสนอว่า หลักสูตรที่พวกเราจะเปิดขึ้นนี้เราไม่ต้องไปแข่งกับมหาวิทยาลัยอื่นๆในประเทศหรอก แต่เราควรข้ามช็อตไปแข่งกับสิงคโปร์ไปเลย เพราะเป็นที่รู้กันว่าหลักสูตรของมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (National University of Singapore) นั้นลอกแบบมาจาก MIT ซึ่งเป็นตักศิลาของโลกทางด้านนี้ หลักสูตรวัสดุศาสตร์แบบใหม่ที่มหิดลนี้ เราจะใช้ชื่อว่า Materials Science and Engineering เพราะเราจะไม่เล่นกับวัสดุโง่ (Dumb Materials) อีกแล้ว แม้แต่วัสดุฉลาด (Smart Materials) ก็ยังเจ๋งไม่พอ แต่พวกเราจะต้องไปวิจัยวัสดุที่เหนือขั้นไปอีก เพื่อนๆผมถามว่าแล้วมันคืออะไร ? พอผมพูดคำว่า "วัสดุปัญญา ....ไงล่ะน้อง" คนขำกลิ้งกันเกือบทั้งห้อง รวมทั้งตัวผมเองด้วย เพราะจริงๆ แล้ว ผมก็พูดสนุกๆ ไปอย่างนั้นเอง ยังไม่คิดว่าเราจะมี "ปัญญา" ทำวัสดุแบบนั้นหรอกครับ ......

แต่ในระยะ 2 ปีที่ผ่านมา จากการศึกษางานวิจัยของโลก ทางด้านชีววิทยาหลายๆ ด้านที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็น ชีวกลศาสตร์ วิศวกรรมเนื้อเยื่อ วิศวกรรมเซลล์ ประสาทวิศวกรรม ชีวพฤติกรรมศาสตร์ เป็นต้น ทำให้นานวันผมยิ่งมั่นใจในการมาถึงของ "วัสดุปัญญา" ที่ว่านี้ วันนี้เรายิ่งแน่ใจในเส้นทางของหลักสูตร Materials Science and Engineering ว่าจะต้องเดินไปตามเส้นทางเพื่อค้นหาวัสดุปัญญาที่ว่านี้

วัสดุปัญญาเป็นเรื่องของการบูรณาการศาสตร์หลายๆ ด้านทั้งฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยาของวัสดุ โดยเชื่อมโยงสมบัติเชิงรูปธรรม (Physical) ของมัน เข้ากับนามธรรม (ตรรกะ ความจำ เหตุผล เป็นต้น) ดังนั้นศาสตร์ทางด้านคณิตศาสตร์ และ คอมพิวเตอร์ จึงเข้ามาเกี่ยวข้อง เพื่อให้วัสดุยุคหน้า ทำตัวเสมือนเป็นสิ่งมีชีวิต

ในตอนหน้าผมจะมาพูดถึงวัสดุปัญญารูปแบบหนึ่งครับ นั่นคือวัสดุวิวัฒน์ (Evolvable Materials) ครับ ......

Nanodiamond - เพชรนาโนช่วยรักษาบาดแผล

ผมสงสัยมานานแล้วครับว่า ทำไมผู้หญิงถึงชอบเพชร ฝรั่งถึงกับพูดว่า Diamonds are Women's Best Friends ทั้งๆที่เราก็รู้กันดีว่าเพชรมันก็เป็นแค่ผลึกของคาร์บอน เป็นโครงสร้างสามมิติที่มีความสมบูรณ์แข็งแรง เพื่อนๆของผมหลายคนรวมทั้งผมเองด้วยก็รู้สึกหงุดหงิดใจไม่น้อยเลยครับ ที่ต้องใช้เพชรในการไปหมั้นเจ้าสาว ทั้งๆที่รู้ๆ อยู่แก่ใจว่า มันก็แค่คาร์บอน ตอนผมแต่งงานก็พยายามอธิบายให้ว่าที่ภรรยาของผมฟังว่า เพชรน่ะมันไม่มีอะไรที่ควรค่าแก่การใส่ใจเลย มันก็แค่คาร์บอน แต่ก็ไม่สำเร็จครับ เพชรยังเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของผู้หญิงวันยังค่ำ

แต่ Nanodiamond ไม่ใช่ครับ ผู้หญิงไม่ชอบมัน เพราะผู้หญิงมองไม่เห็นมัน มันเป็นผลึกที่เล็กมากๆ เมื่อเร็วๆนี้ได้มีรายงานเกี่ยวกับมันในวารสาร Biomaterials (รายละเอียดเต็มคือ Shimkunas et al. Nanodiamond–insulin complexes as pH-dependent protein delivery vehicles. Biomaterials, 2009; DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.07.004) ซึ่งนักวิจัยค้นพบว่าเจ้าผลึกเพชรนาโนนี้มีความสามารถในการช่วยสมานบาดแผลได้ครับ โดยเราจะใช้มันในการนำส่งฮอร์โมนอินซูลิน (Insulin) ไปปล่อยยังบริเวณที่มีบาดแผล ผลึกเพชรนาโนนี้มีความสามารถในการจับยึดอินซูลินมาก มันจะไม่ยอมปล่อยอินซูลินเลย ยกเว้นเมื่อมีระดับความเป็นด่าง ซึ่งก็ตรงกับความต้องการของนักวิจัยพอดี เพราะเลือดบริเวณที่มีบาดแผลติดเชื้อทั้งหลาย ก็จะมีระดับความเป็นด่าง ซึ่งจะทำให้ผลึกเพชรนาโนนี้ปล่อยอินซูลินออกมา

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดีน โฮ (Dean Ho) แห่งภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ และ วิศวกรรมเครื่องกล แห่ง Northwestern University กล่าวว่า "การวิจัยเรื่องนี้ เป็นการสาธิตแนวคิดเกี่ยวกับการนำส่งโปรตีนรักษาโรค ไปยังพื้นที่เป้าหมายในร่างกาย จริงๆเรื่องนี้เป็นเรื่องที่ไม่ง่ายหรอกครับ เพราะโปรตีนอย่างอินซูลินจับได้ดีกับ nanodiamond มาก แต่โชคดีที่บริเวณ ที่เราต้องการส่งมันไปทำงาน เป็นบริเวณที่มีความเป็นเบสสูงพอที่จะทำให้มันปล่อยอินซูลินออกมา"

อินซูลินสามารถจับตัวบนผลึกเพชรนาโนได้หนาแน่นมากๆ มันจึงเป็นระบบนำส่งยาที่ดีได้ นักวิจัยพบว่าโปรตีนอินซูลินที่จับตัวอยู่บนเพชรนาโน จะไม่ทำงาน จนกว่ามันจะถูกปลดปล่อยออกมา ซึ่งเป็นเรื่องที่ดี เพราะจะทำให้เราสามารถคุมการออกฤทธิ์ของยา เฉพาะในบริเวณที่สนใจเท่านั้น การปลดปล่อยอินซูลินของเพชรนาโนนั้นก็ค่อยๆ เป็น ค่อยๆไป ซึ่งมันจะค่อยๆ คายอินซูลินออกมาโดยใช้เวลาหลายวัน ซึ่งจะเป็นผลดีต่อการสมานแผล อินซูลินที่ถูกปล่อยออกไป จะทำหน้าที่ในการกระตุ้นเซลล์บริเวณบาดแผลให้แบ่งตัว และต่อสู้กับการติดเชื้อ ผลึกเพชรนาโนนี้มีขนาดเพียง 4-6 นาโนเมตร และไม่เป็นพิษต่อเซลล์ มันสามารถแขวนลอยในน้ำได้ กระบวนการผลิตในจำนวนมากๆ เพื่อการพาณิชย์ก็สามารถทำได้ง่าย มันจึงเป็นที่สนใจอย่างกว้างขวางในฐานะระบบนำส่งยาแห่งอนาคต

ผลึกเพชรนาโนมีสรรพคุณรักษาแผลกายให้หายได้ แต่ยังไงก็ตาม หากท่านผู้อ่านกำลังคิดจะแต่งงาน ผมก็ยังแนะนำให้มอบแหวนเพชรที่ไม่ใช่นาโน (มองเห็นได้) ให้ว่าที่เจ้าสาวสักวง เพราะเจ้าแหวนเพชรที่ไม่ใช่นาโนนี้ มันมีสรรพคุณในการรักษาแผลใจได้ดีทีเดียว .......

Materials Intelligence - วัสดุปัญญา (ตอนที่ 4)

วันนี้ผมจะมาคุยเรื่องนี้ต่ออีกหน่อยครับ พอดีไปเจอบทความวิจัยเรื่องหนึ่งที่น่าสนใจ เลยนำมาเล่าให้ฟังครับ บทความวิจัยเรื่องนี้ ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Materials ครับ รายละเอียดเต็มก็คือ "Organic electronics for precise delivery of neurotransmitters to modulate mammalian sensory function", Daniel T. Simon, Sindhulakshmi Kurup, Karin C. Larsson, Ryusuke Hori, Klas Tybrandt, Michel Goiny, Edwin W. H. Jager, Magnus Berggren, Barbara Canlon and Agneta Richter-Dahlfors, Nature Materials, Online 5 July 2009, doi: 10.1038/NMAT2494.

บทความวิจัยเรื่องนี้ได้แสดงถึงความก้าวหน้าในเรื่องของเซลล์ประสาทเทียม โดยคณะวิจัยได้พัฒนาเส้นใยที่ทำจากพอลิเมอร์นำไฟฟ้า ซึ่งจะสามารถควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาท (Neurotransmitters) ตามคำสั่งได้ ซึ่งพอลิเมอร์นำไฟฟ้าแต่ละชนิดจะเก็บสารสื่อประสาทต่างชนิดกัน เมื่อเรากระตุ้นให้มันปล่อยสารประสาทที่แตกต่างกัน เราก็จะควบคุมเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันได้ ซึ่งดีกว่าวิธีการเดิมที่ใช้ขั้วอิเล็กโทรดในการกระตุ้นปลายประสาท เพราะวิธีการนี้ไม่สามารถที่จะจำเพาะเจาะจงกับเซลล์หรือกลุ่มเซลล์ใดเซลล์หนึ่งได้ เมื่อเราปล่อยศักย์ไฟฟ้าที่อิเล็กโทรด เซลล์ที่ไม่เกี่ยวข้องก็พลอยฟ้าพลอยฝนไปด้วย ต่างจากการใช้สารสื่อประสาท ที่สามารถจำเพาะต่อเซลล์ที่ต้องการกระตุ้นได้

ท่านผู้อ่านจะเห็นได้ว่า ในกรณีนี้วัสดุที่ทำหน้าที่ปลายประสาท เป็นวัสดุฉลาด (Smart Materials) ซึ่งมีความก้าวหน้ามากกว่าวัสดุโง่ (Dumb Materials) เพราะมันทำหน้าที่ตามสั่งหรือโปรแกรมได้ (Functional Materials) กล่าวคือนักวิจัยสามารถโปรแกรมให้มันปล่อยสารสื่อประสาทตามสภาวะที่กำหนดได้ วัสดุประเภทนี้แม้ยังไม่ถือว่าเป็นวัสดุปัญญา แต่ก็เกือบๆ แล้วครับ เพราะอีกไม่นาน นักวิจัยจะประกอบวัสดุปลายประสาทนี้เข้ากับเซลล์ประดิษฐ์ นั่นคือ วัสดุหลายๆ ชนิดจะมาประกอบรวมกันทำหน้าที่เป็นระบบ (System) ที่มีความซับซ้อน และที่สำคัญ ต้องมีส่วนของการคิดหรือประมวลผลได้ด้วย (Computing) จึงจะเรียกว่ามันเป็นวัสดุปัญญานะครับ

Electromicrobiology - จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์

วันนี้ผมขอแนะนำศาสตร์อีกศาสตร์หนึ่งที่กำลังเป็นที่สนใจในวงการวิจัยทางด้านจุลชีววิทยา ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับจุลชีพ ศาสตร์ที่ผมจะแนะนำนี้มีชื่อว่า Electromicrobiology ผมคิดว่าในเมืองไทยน่าจะยังไม่มีการบัญญัติศัพท์กันนะครับ ดังนั้นผมขอเรียกมันว่า จุลชีววิทยาไฟฟ้า หรือ จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์ ก็แล้วกันนะครับ จริงๆแล้วอย่างหลังอาจจะเหมาะสมกว่า เพราะในอนาคตศาสตร์นี้จะมีความสำคัญต่อวงการแพทย์ ซึ่งมันจะช่วยทำให้เข้าใจการสื่อสารระหว่างเซลล์ ทำให้เราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่จะเชื่อมต่อสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับจักรกลได้ (Life-Machine Integration)

ก่อนหน้านี้ ถ้าจำไม่ผิด ผมเคยพูดถึงเรื่อง Quorum Sensing มาบ้าง ศาสตร์นี้เป็นเรื่องของการสื่อสารระหว่างสิ่งมีชีวิตเล็กๆ เพื่อที่จะทำงานส่วนรวมร่วมกัน โดยเฉพาะแบคทีเรีย มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่พูดไม่ได้ ดังนั้นจึงต้องอาศัยช่องทางการสื่อสาร โดยอาศัยสารเคมี ซึ่งแบคทีเรียจะคุยกัน ประสานงานกัน โดยใช้ภาษาที่สร้างขึ้นมาจากความเข้มข้นของสารเคมีนี้ ศาสตร์นี้ก็กำลังเป็นที่สนใจและบูมในสาขาจุลชีววิทยาเหมือนกันครับ เพราะเรายังรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้น้อยมาก ความรู้ที่ได้จากศาสตร์นี้จะช่วยทำให้เราสามารถสร้างหุ่นยนต์ที่คุยกันผ่านภาษาทางเคมีได้ครับ วันหลังผมจะทยอยนำมาเล่าก็แล้วกันครับ

ศาสตร์ทางด้าน Electromicrobiology ก็คล้ายๆกับ Quorum Sensing ครับ ต่างกันตรงที่ แบคทีเรียจะคุยกัน แลกเปลี่ยนความคิดเห็นกันผ่านทางช่องทางที่ใช้อิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีแบคทีเรียหลายชนิดครับ ที่เมื่อมันมาอยู่รวมกันเป็นสังคมแล้ว มันจะสังเคราะห์เส้นลวดนาโน (Nanowire) ขึ้นมา ซึ่งเท่าที่รู้ตอนนี้ เส้นลวดนี้นำไฟฟ้าได้ ซึ่งมันอาจจะใช้สื่อสารเพื่อพูดคุยกัน รวมไปถึงการส่งอิเล็กตรอนจากแบคทีเรียตัวหนึ่งไปยังตัวอื่นๆ Nanowire ที่มันสร้างขึ้นนี้มีการโยงใยกันเป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนทีเดียว ทำให้นักวิทยาศาสตร์ถึงกับอึ้ง นึกว่ามีแต่มนุษย์เท่านั้นที่มีความสามารถในการใช้อิเล็กตรอน เป็นช่องทางสื่อสารและถ่ายทอดพลังงาน

ที่ผ่านมานั้น ยังมีคนตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับเส้นลวดนาโนที่สังเคราะห์โดยแบคทีเรียไม่มากนัก ตอนนี้ความเข้าใจในเรื่องนี้จึงยังน้อยอยู่ และเท่าที่ผมรู้ ในเมืองไทยก็ยังไม่น่ามีใครศึกษาเรื่องนี้เลย นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่า แบคทีเรียใช้เส้นลวดนาโนนี้เพื่อจูนระบบเมตาบอลิซึมในเซลล์ของมัน ให้สอดคล้องกับแบคทีเรียตัวอื่น ด้วยการตรวจวัดการส่งอิเล็กตรอนในเส้นลวด ทำให้มันรู้ว่าตัวอื่นทำอะไรอยู่ มันยังอาจใช้เส้นลวดนี้ เพื่อใช้ส่งพลังงานในกรณีที่พลังงานมีการขาดแคลน ซึ่งการส่งอิเล็กตรอนผ่านเส้นลวด จะทำให้มีการกระจายทรัพยากรด้านพลังงานไปให้ทั่วถึงทั้งสังคมของมัน

วันหลังผมจะนำข้อมูลทางด้านนี้มาเล่าเพิ่มเติมอีกนะครับ ..................

Materials Intelligence - วัสดุปัญญา (ตอนที่ 1)

เรื่องของ Materials as Software วัสดุที่ทำงานเหมือนกับซอฟต์แวร์ กำลังจะกลายเป็นศาสตร์หนึ่งที่จะมาแรงในทศวรรษต่อไปครับ วัสดุประเภทนี้เราสามารถโปรแกรมคำสั่ง หรือตรรกะให้เข้าไปอยู่ในเนื้อวัสดุ (Programmable Materials) ซึ่งมันจะทำงานตามเงื่อนไข หรือสภาวะที่กำหนด ซึ่งหากมีความก้าวหน้ามากขึ้นไปอีก ก็จะสามารถใส่ตรรกะหรือแม้แต่สมการทางคณิตศาสตร์เข้าไป เพื่อให้วัสดุนั้นทำงานได้อย่างฉลาด เจ๋งขึ้นไปกว่านั้นอีกก็ถึงขั้น Materials Intelligence หรือ วัสดุปัญญา เลยล่ะครับ นั้นคือ วัสดุจะมีสภาวะทางปัญญา ไม่ต่างจากสิ่งมีชีวิตขั้นสูง ผมยกตัวอย่างง่ายๆ ก็คือพวก Autobot กับ Decepticons ในภาพยนตร์เรื่อง Transformers

DARPA หน่วยงานให้ทุนวิจัยเกี่ยวกับกลาโหมได้สนับสนุนให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้าน Shape-Shifting Materials อยู่ครับ วัสดุพวกนี้สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงรูปร่างให้เป็นลักษณะต่างๆได้ ด้วยการทำงานจากระดับโมเลกุล DARPA ยังได้สนับสนุนให้มีการพัฒนา Chembot ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ที่จะเปลี่ยนรูปร่างได้ตามลักษณะภูมิประเทศ หรือ พื้นที่ปฏิบัติภารกิจ

เมื่อไหร่ก็ตามที่ Programmable Matter หรือ Materials Software พัฒนาขึ้นมาได้จริง เห็นที่สถานะของสสารที่เราเคยเรียนก็คือ ของแข็ง (Solid) ของเหลว (Liquid) ก๊าซ (Gas) และ พลาสมา (Plasma) จะต้องมีสมาชิกเข้ามาเพิ่มอีก ได้แก่ Infosolid และ Infoliquid ซึ่งสองสิ่งหลังนี้วัสดุจะเหมือนมี "วิญญาณ" อยู่ในเนื้อของมันด้วย

MIT คิดค้นแบตเตอรีไวรัส

นักวิทยาศาสตร์นิยามว่าไวรัสเป็นอนุภาคที่มีความสามารถในการประกอบ และเพิ่มจำนวนได้เอง ด้วยการควบคุมจากสารพันธุกรรม ไวรัสยังไม่ใช่สิ่งมีชีวิตเพราะมันไม่สามารถกินอาหารและเติบโตได้ มันเพียงแต่เพิ่มจำนวนได้โดยอาศัยสารอาหารของแหล่งทรัพยากรจากสิ่งมีชีวิตอื่น ว่ากันว่าใน DNA ของมนุษย์ (และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ) นั้น มีรหัสพันธุกรรมของไวรัสต่างๆ ฝังตัวอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งเกิดจากการที่มนุษย์ติดโรคจากไวรัสในอดีต แล้วรหัสพันธุกรรมของไวรัสได้เข้าไปหลอมรวมกับของมนุษย์แล้วถ่ายทอดต่อๆ มาจนถึงลูกหลาน ซึ่งปัจจุบันยังไม่รู้แน่ชัดว่ารหัสพวกนั้นทำอะไร หรือเป็นเพียงขยะปลอมปนอยู่ใน DNA ของเรา ???

ในศตวรรษที่ 21 นี้ หากศาสตร์ใดไม่นำเอาเนื้อหาของชีววิทยาไปใส่ จะถือว่าเชยมาก ดังนั้นเราจะเห็นว่าข่าวคราวความก้าวหน้าใหม่ๆ ทางเทคโนโลยีหรือวิศวกรรมที่น่าตื่นเต้น จะมีส่วนของชีววิทยาปะปนมาด้วยอยู่เสมอ ล่าสุดมีรายงานในวารสาร Science ฉบับวันที่ 2 เมษายน 2009 ว่าทีมนักวิจัยแห่ง MIT ได้พัฒนาแบตเตอรีแบบลิเธียมไอออนที่มีการนำเอาไวรัสเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของขั้วไฟฟ้าในแบตเตอรี โดยคณะวิจัยได้พัฒนาแบตเตอรีขึ้นเองทั้งหมด ซึ่งรวมไปถึงขั้วไฟฟ้าทั้ง Anode และ Cathode ที่มีโครงสร้างนาโน และอิเล็กโตรไลต์ที่ทำจากฟิล์มบางของพอลิเมอร์หลายๆชั้น ขั้ว Anode นั้นถูกสร้างขึ้นมาด้วยการเคลือบผิวด้วยไวรัสที่ตกแต่งรหัสพันธุกรรมให้มีชั้นโปรตีนเคลือบอยู่นอกตัวมัน ซึ่งโปรตีนชนิดนี้จะก่อให้เกิดเส้นลวดนาโน (nanowire) ของโคบอลออดไซด์ ในขณะที่ในฝั่งของ Cathode นั้นไวรัสจะถูกเคลือบบนท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งโปรตีนที่หุ้มไวรัสอยู่จะสร้าง nanowire ของเหล็กฟอสเฟตขึ้นมา

ก่อนหน้านี้หนึ่งสัปดาห์ ท่านอธิการบดีของ MIT ได้นำต้นแบบแบตเตอรีจากไวรัสตัวนี้ไปแสดงสาธิตให้ ท่านประธานาธิบดี Barack Obama ได้ชมที่ทำเนียบขาวมาแล้วด้วยนะครับ แว่วๆมาว่า ทางท่านประธานาธิบดีมีแผนจะอัดฉีดงบวิจัยทางด้านพลังงานสะอาดให้แก่มหาวิทยาลัยนี้ และที่อื่นๆเพิ่มขึ้นอีกด้วยนะครับ .......

Nano Road - ถนนนาโน (ตอนที่ 4)

สวัสดีครับ หายไปหลายวันเลยครับ ตอนนี้ผมทำงานภาคสนามอยู่ที่สวนชาดอยช้าง จ.เชียงราย มาสัก 3-4 วันแล้วครับ มาพัฒนาระบบ Digitized Tea Orchard ที่ดอยช้าง อีก 2 วันก็จะกลับกรุงเทพฯครับ อีกเดือนครึ่งจะกลับมาอีกที ตอนนี้ที่เชียงรายก็ยังคงหนาวอยู่ครับ ตอนกลางคืนก็ยังอยู่แถวๆ 16-19 องศาเซลเซียส สวนชาที่ผมมาทำงานอยู่นี้ไม่ได้อยู่เชิงดอยช้างครับ ความสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 510 เมตรเท่านั้น ซึ่งก็เพียงพอสำหรับการปลูกชาแล้วครับ

วันนี้กลับมาคุยเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับถนนหนทางกันต่อ จากคราวที่แล้วที่ผมเคยกล่าวไปก่อนหน้านี้ว่า ทางหลวงโดยทั่วไปจะราดผิวถนนได้ 2 แบบคือ คอนกรีต กับ ยางมะตอย สำหรับทางหลวงในสหรัฐอเมริกาที่ยาวเกือบ 3.6 ล้านกิโลเมตรนั้น กว่า 90% ราดผิวจราจรด้วยแอสฟัลต์หรือยางมะตอย ซึ่งเป็นวัสดุไฮโดรคาร์บอน น้ำหนักโมเลกุลสูงที่ได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี โดยมีการใช้งานถึง 30 ล้านตันต่อปีทั้งเพื่อสร้างทางใหม่และซ่อมบำรุงทาง ว่ากันว่าทุกวินาทีจะมียางมะตอย 1 ตันถูกราดบนผิวทางในสหรัฐฯ การนำเทคโนโลยีมาใช้เพื่อปรับปรุงยางมะตอยจึงเป็นเรื่องที่คุ้มค่าเหนื่อย ในประเทศไทยก็เช่นเดียวกันครับ ยางมะตอยครอบครองส่วนแบ่งของผิวถนนไปอย่างน้อย 90% ทั่วประเทศครับ ยางมะตอยที่ใช้ราดผิวถนนนั้นประกอบด้วยหินและทรายจำนวนกว่า 95% ที่เหลือนั้นคือแอสฟัลต์ซึ่งมีมูลค่าสูงกว่า โดยมีการใส่สารเติมแต่งเช่นพอลิเมอร์ และสารเคมีอื่นๆเข้าไปด้วย ยางมะตอยที่นำมาใช้ไม่มีระบบควบคุมคุณภาพ และไม่มีมาตรฐานของผู้ผลิตต้นทาง ดังนั้นคุณภาพของมันจึงผันแปรได้มาก ทำให้ถนนที่ใช้ยางมะตอยนั้น ยากที่จะคาดคะเนได้ว่าจะมีความทนทานเพียงใด ไม่เหมือนถนนที่ปูผิวด้วยคอนกรีต แต่เพราะความที่มันซ่อมแซมได้ง่าย ค่าก่อสร้างก็ถูกกว่า รวมทั้งกำเนิดเสียงที่เงียบกว่า ทำให้ถนนที่ปูผิวด้วยยางมะตอยยังครองเบอร์ 1 ได้อีกนาน นาโนเทคโนโลยีสามารถที่จะนำไปใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติแอสฟัลต์ก็เช่น การเติมวัสดุอื่นๆลงไปเพื่อให้เกิดวัสดุผสม ได้แก่ อนุภาคนาโนของยาง หรือที่เรียกว่า Asphalt Rubber ซึ่งจะทำให้เกิดผิวจราจรที่ขับขี่ได้เงียบขึ้นมาก (หากใครเคยไปทัวร์เกาหลี ก็คงเคยเดินทางบนรถโค้ชที่นุ่มและเงียบมาก) อนุภาคนาโนซิลิกา และ เถ้าลอยก็สามารถเติมแต่งลงไปเช่นเดียวกับคอนกรีต เพราะแอสฟัลต์ก็ทำหน้าที่เป็นกาวเชื่อมวัสดุต่างๆ เข้าด้วยกันเหมือนซีเมนต์นั่นเอง นอกจากนั้นยังสามารถเติมนาโนไฟเบอร์เข้าไปเพื่อให้ยางมะตอยมีคุณสมบัติยึดเกาะกันได้ดีขึ้น ไม่หลุดง่าย

ถุงเท้านาโนกลิ่นมะนาว

ท่านผู้อ่านคงเคยจะได้ยินเรื่องที่กลุ่มนักวิจัยไทยได้พัฒนา เสื้อนาโน ซึ่งก็อาศัยหลักการขจัดแบคทีเรีย ด้วยการติดอนุภาค Silver Nano ลงไปบนเส้นใยผ้า โดยแต่ละทีมวิจัยก็กล่าวอ้างต่างๆ ว่าของตนเองติดได้ทนกว่า นานกว่า บางทีมก็บอกว่าตนเองคิดค้นวิธีที่จะผลิตได้มากกว่า ถูกกว่า สุดแล้วแต่จะคิดมุกเด็ดเพื่อบอกความแตกต่างของสิ่งที่ตนเองทำ เนื่องจากงานเกี่ยวกับ Silver Nano ในเมืองไทยมีคนทำเยอะมาก การแข่งขันจึงสูงนั่นเองครับ

ปัญหาอย่างหนึ่งที่เกี่ยวกับเสื้อนาโน และการใช้อนุภาค Silver Nano ก็คือ มันจะใช้ไม่ได้ผลหากเป็นเสื้อกีฬา รองเท้า ถุงเท้าที่ผู้สวมใส่มีเหงื่อมากๆ ซึ่งประสิทธิภาพของ Silver Nano จะลดฮวบลงไป ทำให้มีกลิ่นส่วนเหลือปลดปล่อยออกมามาก จนทำให้ผู้บริโภครู้สึกว่าผลิตภัณฑ์ใช้ไม่ได้จริงอย่างที่คุยไว้ ซึ่งก็จะเป็นผลเสียต่อภาพลักษณ์ของเทคโนโลยีนี้ จึงทำให้นักวิจัยในประเทศโปรตุเกสได้พัฒนาแค็ปซูลจิ๋วเพื่อเก็บกักกลิ่นมะนาวที่หอมชื่นใจ และพร้อมปลอดปล่อยเวลาที่มีเหงื่อมากๆ ซึ่งเทคโนโลยีนี้จะมาทำงานเสริมกับ Silver Nano ได้ ผลงานนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Industrial & Engineering Chemistry Research ในหัวข้อ “Microencapsulation of Limonene for Textile Application” (Vol. 47, No. 12, Pages 4142–4147, June 18, 2008) ซึ่งนักวิจัยหวังว่าจะนำไปใช้งานในผลิตภัณฑ์หลากชนิดไม่เฉพาะเสื้อนาโน หรือ ผ้านาโน เท่านั้น

AsiaNANO 2008

หายไปหลายวันครับ ผมออกภาคสนามที่ อ.สวนผึ้ง จ.ราชบุรี สวนทางกับผู้คนที่หนีไปเที่ยวด้านอื่นๆ กันหมด เนื่องจากกลัวอิทธิพลของพายุไซโคลนนาร์กีส ที่พุ่งขึ้นฝั่งพม่า แล้วเกรงว่าแถบตะวันตกจะเจอฝน จริงๆ แล้วก็มีแต่เมฆชั้นสูงเท่านั้นแหล่ะครับที่จะข้ามผ่านเทือกเขาตะนาวศรีมาได้ เมฆชั้นต่ำกับชั้นกลางที่สร้างฝนจะถูกบัง แล้วตกเป็นฝนในฝั่งพม่า ที่ อ. สวนผึ้งเลยอากาศดี มีฝนปรอยๆเท่านั้นเองครับ ประเทศไทยค่อนข้างโชคดี ที่สภาพอากาศที่เรียกว่า Severe Weather ไม่ค่อยรุนแรงเหมือนประเทศเพื่อนบ้าน ทำให้การเกษตรในบ้านเราเอาตัวรอดไปได้เรื่อยๆ แต่ Climate Change ในระยะหลังๆ คอยย้ำเตือนสิครับว่า ประเทศไทยต้องการไฮเทคมากขึ้นในการทำเกษตร ทั้ง IT, Electronics, Biotechnology, Materials Science, Nanotechnologty, Geo-informatics ต้องเอามาช่วยภาคเกษตรให้มากขึ้นครับ

วันนี้ผมขอแนะนำงานประชุมทางด้านนาโนแห่งปี 2008 ในระดับทวีปเอเชีย นั่นคือ AsiaNANO2008 - The 2008 Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology ซึ่งจะจัดระหว่างวันที่ 3-7 พฤศจิกายน 2551 นี้ที่ Biopolis ประเทศสิงคโปร์ครับ งานนี้เหมือนสิงคโปร์เขาจะประกาศว่า ในย่านเอเชียตะวันออกเฉียงใต้นี่ เขาไม่ยอมไทยนะ เพราะเขาเล่นจัดชนกับ NanoThailand 2008 International Conference ซึ่งจะจัดระหว่าง 6-8 พฤศจิกายน 2551 เลยทีเดียว เนื้อหาของการประชุมประกอบด้วยหัวข้อต่อไปนี้ครับ

1. Carbon nanotubes and related nanomaterials
2. Graphene: Materials and devices Nanomagnetics, spintronics and multiferroics
3. Nanobioscience and nanobiotechnology
4. Functional Nanoassembly: nanoparticles, quantum dots, nanoarchitectures and self-assembled architectures
5. Multi-paradigm simulation at the nano-scale: methodology and applications
6. Nanofabrication: nanoimprinting, nanolithography and related techniques
7. Materials Issues in Hydrogen Storage: From Bulk to Nano and Asian Consortium for Computational Materials Science (ACCMS) Working Group Meeting on Hydrogen Storage Materials

จะเห็นว่าเนื้อหาของการประชุมค่อนข้าง Focus ในเรื่องของ materials และ nanostructure มากกว่างาน NanoThailand2008 ที่ค่อนข้างกว้างกว่า งานนี้เสียเปรียบสิงคโปร์ล่ะครับ เพราะเจาะลึกเทคนิคมากกว่า ต้องทำใจครับ บ้านเราคนทำนาโนแบบเจาะลงไปลึกๆมีน้อย ทำให้งานประชุมวิชาการต้องทำกว้างๆ เอาไว้แบบนี้ล่ะครับ ................

นาโนโอท็อป (Nano OTOP) - ตอนที่ 6

ผู้อ่านบางท่านอาจเคยได้ไปเยี่ยมชมหมู่บ้านถวาย อำเภอสันป่าตอง จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเป็นศูนย์กลางการจำหน่ายผลิตภัณฑ์ และข้าวของที่ทำจากไม้ ซึ่งปัจจุบันได้รับการปรับปรุงรูปแบบจนกระทั่งได้กลายมาเป็นจุดท่องเที่ยวสมบูรณ์แบบ ที่หมู่บ้านถวายนี่เอง ท่านผู้อ่านสามารถเลือกหาสินค้าที่ถูกใจได้หลากหลาย ทั้งของตกแต่งบ้าน ตกแต่งที่ทำงาน เฟอร์นิเจอร์ รูปภาพ โคมไฟ รวมไปถึงหัตถกรรมที่เป็นเซรามิกส์ ทุกชิ้นถูกทำขึ้นด้วยฝีมืออันปราณีตของชาวบ้าน ด้วยราคาที่ไม่แพงนัก และยังมีบริการนำส่งไปถึงบ้านที่กรุงเทพฯ ในเวลาที่รวดเร็วพร้อมกับราคาที่ถูกอย่างเหลือเชื่ออีกด้วย ฟังดูแล้ว ด้วยจุดขายและเอกลักษณ์อันโดดเด่นของหมู่บ้านถวาย นาโนเทคโนโลยีดูไม่น่าจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหมู่บ้านถวายเลย แต่ในความเป็นจริงประเทศไทยยังมีหมู่บ้านหัตถกรรมอื่นๆ อีกที่ไม่ได้โชคดีอย่างหมู่บ้านถวาย ทำให้การวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติพิเศษยังมีความจำเป็นอยู่


ในช่วง 2-3 ปีมานี้ได้เกิดความตื่นตัวอย่างมากในกลุ่มประเทศยุโรป โดยเฉพาะยุโรปเหนือ ประเทศสหรัฐอเมริกา และแคนาดา ในเรื่องนาโนทคโนโลยีที่เกี่ยวกับไม้ เนื่องจากประเทศเหล่านี้มีทรัพยากรทางด้านป่าไม้เยอะมาก ในปี พ.ศ. 2547 ทางกระทรวงเกษตรของสหรัฐฯ ได้ร่วมกับสมาคมไม้และกระดาษอเมริกัน พร้อมกับกระทรวงพลังงาน จัดทำแผนที่นำทางของนาโนเทคโนโลยีสำหรับป่าไม้ขึ้นมา โดยได้ตีพิมพ์รายงานดังกล่าวออกมาในปีที่แล้ว พร้อมๆ กับประเทศแคนาดา และสหภาพยุโรป นับเป็นความบังเอิญอย่างมาก เมื่อย้อนกลับมาดูในประเทศไทยเองแล้วจะพบว่ามีนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีทางด้านไม้น้อยมาก ทั้งๆ ที่ประเทศของเรามีอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับไม้และกระดาษพอสมควร


ในแผนที่นำทางนาโนเทคโนโลยีเกี่ยวกับไม้ของ 3 มหาอำนาจข้างต้นนั้นได้มองไปที่การใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาคุณภาพของไม้ ได้แก่

• การพัฒนาวัสดุนาโนผสม (nanocomposites) ของไม้กับวัสดุอื่น เช่น ไม้กับพลาสติก ไม้กับดิน ไม้ผสมดินผสมพลาสติก เพื่อนของผู้เขียนท่านหนึ่งชื่อ ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ทำวิจัยวัสดุนาโนผสมระหว่างไม้กับพลาสติกใช้แล้ว เพื่อประดิษฐ์วัสดุที่มีหน้าตาและสัมผัสเหมือนไม้ ซึ่งสามารถนำไปเคลือบผิววัสดุอื่นๆ ได้ ขณะนี้ผู้เขียนทราบมาว่าประเทศจีนเริ่มมีความสนใจในการนำวัสดุประเภทนี้มาใช้ในสิ่งก่อสร้าง ลองคิดดูหากเราสามารถผลิตไม้ที่ใช้กระบวนการเดียวกับการผลิตพลาสติก ตลาดทางด้านนี้จะเป็นอย่างไร

• การพัฒนาความแข็งแรงแก่ไม้ ทำให้ไม้มีความแข็งแรงเพื่อใช้ในงานก่อสร้าง รวมทั้งทนการติดไฟด้วย เช่น การผสมอนุภาคนาโนเคลย์เข้าไปในเนื้อไม้ การเคลือบผิวด้วยสารกันไฟหรือดัดแปลงพื้นผิวในระดับโมเลกุล

• การนำนาโนเทคโนโลยีมาช่วยลดมลพิษที่เกิดจากอุตสาหกรรมกระดาษ และการแปรรูปไม้

• การทำให้ไม้ทนความชื้น หรือ กันชื้น เช่น การเคลือบผิวด้วยการผ่นอนุภาคนาโนผสมพอลิเมอร์กันน้ำลงไปบนผิวไม้ การเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเส้นใยไม้ด้วยการอบในสุญญากาศ

• การทำให้ไม้ทนแสง UV และป้องกันปลวกโดยใช้อนุภาคนาโน

• การสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่และวัสดุใหม่จากไม้ รวมไปถึงการนำของเสียจากอุตสาหกรรมไม้มาทำผลิตภัณฑ์ใหม่

Nano-forestry - ตอนที่ 3

• อนุภาคนาโนเคลย์ (Nanoclays) หรือ ดินนาโน กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในการนำมาทำวัสดุผสมคอมโพสิต (Nanocomposite) กับวัสดุอื่นๆ เช่น ผสมกับไม้ ผสมกับพลาสติก หรือแม้แต่ผสมกับเซรามิกส์ หรืออาจจะนำไม้มาผสมกับพลาสติกก็ได้ ซึ่งนับเป็นก้าวใหม่ของวัสดุผสมที่เราสามารถทำการวิศวกรรมวัสดุไปถึงระดับนาโนเมตร มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่งปักกิ่งและวิทยาลัยป่าไม้แห่งคุนหมิงกำลังขมักเขม้นวิจัยและพัฒนาวัสดุผสมระหว่างไม้กับอนุภาคดิน มหาวิทยาลัยเซี้ยงไฮ้กำลังทำการพัฒนานาโนเซรามิกส์ที่ทำจากไม้ที่เป็นของเหลือทิ้ง มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่ฮาบิน ศึกษาวัสดุเคลือบไม้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น บริษัท Polyone Asia ซึ่งเป็นผู้จัดหาผลิตภัณฑ์ทางด้านพลาสติกรายใหญ่ให้แก่อุตสาหกรรม ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกที่เป็นวัสดุผสมระหว่างอนุภาคดินกับพลาสติกที่ชื่อว่า Maxxam LST ที่มีน้ำหนักเบา เหนียว และทนทานต่อแรงอัด จากการตรวจสอบเอกสารอ้างอิงของผู้เขียน ทำให้พบว่าในเวลานี้ ประเทศจีนมีงานวิจัยทางด้านวัสดุผสมระหว่างไม้กับพลาสติกนำหน้าประเทศอื่นๆ ทั้งหมด เป็นไปได้ไหมว่าประเทศจีนกำลังคิดจะปฏิวัติอุตสาหกรรมพลาสติก ด้วยการเปลี่ยนจากต้นน้ำที่เป็นอุตสาหกรรมปิโตรเคมี มาเป็นอุตสาหกรรมป่าไม้ ถ้าเป็นเช่นนั้น ประเทศไทยคงจะลำบากแน่ๆในอนาคต เนื่องจากเรามีอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ถือว่าเข้มแข็ง แต่อ่อนแอมากๆ ทางด้านวิศวกรรมไม้ ลองนึกดูว่า ผลิตภัณฑ์ไม้ในปัจจุบันที่สร้างจากไม้เป็นแท่งๆ นั้นต่อไปสามารถผลิตได้ง่ายๆ ด้วยการฉีดเข้าไปในแม่แบบเช่นเดียวกับพลาสติก เพื่อนของผู้เขียนท่านหนึ่งคือ ผศ.ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ แห่งคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ก็กำลังทำการพัฒนาเทคโนโลยีตัวนี้อยู่

• บรรจุภัณฑ์ ในระยะ 2-3 ปีมานี้ ได้เกิดปรากฏการณ์ใหม่ในวงการบรรจุภัณฑ์ เพราะเกิดความต้องการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เรียกว่า “บรรจุภัณฑ์ฉลาด” (Smart Packaging) อย่างกว้างขวาง โดยผลิตภัณฑ์ฉลาดนอกจากจะมีห่อหุ้ม ยังมีฟังก์ชันหน้าที่เพิ่มเติม เช่น เซ็นเซอร์ตรวจสอบความสด จอแสดงผล หน่วยความจำ และการประมวลผลที่ติดไปกับผลิตภัณฑ์ได้ กรรมวิธีในการเคลือบระดับนาโนก็สามารถนำมาใช้พัฒนาบรรจุภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น เช่น การเคลือบนาโนเคลย์บนผิวใยกระดาษเพื่อให้มีความสามารถในการกันอากาศและความชื้นเข้า-ออกจากหีบห่อ หรือทำให้หีบห่อมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น การเคลือบด้วยนาโนไททาเนียเพื่อให้หีบห่อมีความทนทานต่อการสึกกร่อนจากแสง UV

(ภาพบน - วัสดุผสมพลาสติกกับไม้ ความฉลาดทางวิศวกรรมที่สามารถนำไม้มาขึ้นรูปด้วยวิธีการเดียวกับการขึ้นรูปพลาสติก)

นาโนโอท็อป (Nano OTOP) - ตอนที่ 2

หัตถกรรม ของตกแต่ง ของขวัญเป็นหมวดหมู่ที่มีรายการขึ้นทะเบียนไว้มากกว่าครึ่งของสินค้า OTOP และถ้าหากเข้าไปดูในเว็บไซต์ขายของออนไลน์ชื่อดังอย่าง e-Bay ก็จะพบว่า ในบรรดาข้าวของต่างๆ ของคนไทยที่มีการประมูลขายกันใน e-Bay นั้น เกินครึ่งจะเป็นสินค้าประเภทของชำร่วย ของตกแต่ง และงานหัตถกรรมกันทั้งนั้น ซึ่งก็เป็นเพราะความมีชื่อเสียงในเรื่องงานศิลป์และเอกลักษณ์ไทย ดูเหมือนอาจไม่มีความจำเป็นอะไรที่จะต้องใส่เทคโนโลยีเข้าไปอีก แต่ที่จริงแล้ว การใส่เทคโนโลยีไทยทำเข้าไปไม่ได้ใช้ต้นทุนสูงนัก และอาจเพิ่มความโดดเด่น รวมทั้งคุณภาพของตัวสินค้าเข้าไป ทำให้สมราคาและน่าซื้อยิ่งขึ้น จะขอยกตัวอย่างนาโนเทคโนโลยีที่สามารถนำเข้ามาช่วยงานทางด้านนี้ เช่น จีโอพอลิเมอร์ (Geopolymer) (ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ในรูปทางขวามือ) ซึ่งเป็นนาโนซีเมนต์ หรือ ซีเมนต์ที่มีโครงสร้างนาโน เป็นวัสดุเซรามิก ที่สามารถขึ้นรูปได้ที่อุณหภูมิห้อง เมื่อแข็งตัวแล้วจะคงความแข็งแรง ไม่ต้องนำไปเผาที่อุณหภูมิสูง เหมือนเซรามิกทั่วไป ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน วัตถุดิบของจีโอพอลิเมอร์ก็คือเถ้าลอย ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานไฟฟ้าถ่านหินแม่เมาะ จีโอพอลิเมอร์มีคุณสมบัติพิเศษหลายชนิด เช่น ทนร้อน ทนไฟ ทนแรงกระแทก ทนการกัดกร่อน ในต่างประเทศมีการนำเอาวัสดุชนิดนี้ไปทำงานทางด้านศิลปะบ้างแล้ว เนื่องจากมีพื้นผิวสวยงาม มีเอกลักษณ์ สามารถใส่สีธรรมชาติให้เกิดความสวยงามได้ กลุ่มวิจัยทางด้านจีโอพอลิเมอร์ของไทยอยู่ที่ ศูนย์วิจัยและพัฒนาโครงสร้างมูลฐานอย่างยั่งยืน คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

นอกจากจีโอพอลิเมอร์แล้ว ยังมีวัสดุชนิดอื่นๆ อีกที่มีคุณประโยชน์ต่อสินค้าประเภทนี้ ได้แก่ เส้นใยนาโนคาร์บอน ซึ่งมีความเหนียว และยืดหยุ่น สามารถนำไปผสมกับวัสดุอื่นๆ เพื่อเสริมความแข็งแกร่ง เช่น อาจนำไปผสมกับเซรามิกเพื่อทำถ้วยชา กาแฟ หรือ ของตกแต่งอื่นๆ ทำให้ตกไม่แตก กลุ่มวิจัยทางด้านนี้ของไทยก็คือ ผศ. ดร. พิศิษฐ์ สิงห์ใจ หน่วยวิจัยนาโนวัสดุ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ วัสดุอีกชนิดที่มีชื่อเรียกว่า Polymer Clay ซึ่งจริงๆ แล้วก็คือพลาสติก PVC ที่มีวัสดุแต่งเติมที่ทำให้มันมีความอ่อนนิ่ม เหมือนดินน้ำมันหรือ Clay นั่นเอง วัสดุชนิดนี้อาจไม่มีดินผสมอยู่เลย หรืออาจจะผสมดินเข้าไปด้วยก็ได้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติพิเศษหรือสีสันต่างๆ จริงๆ วัสดุชนิดนี้มีขายในท้องตลาดอยู่แล้ว แต่อาจจะทำวิจัยเพื่อเพิ่มความแปลกใหม่เข้าไปในตัวสินค้าก็ได้ วัสดุนาโนชนิดสุดท้ายที่จะขอแนะนำคือ Polymer-Clay Nanocomposite ซึ่งตัวหลังนี้เป็นการเอาพอลิเมอร์กับอนุภาคดินมาผสมกันจริงๆ ทำให้วัสดุนี้มีสมบัติพิเศษคือ มีความยืดหยุ่นเหมือนพลาสติก แต่มีความแข็งเหมือนดิน ซึ่งงานประยุกต์ของมันน่าจะไปอยู่ในหมวดสินค้าที่จะพูดถึงในตอนต่อไปครับ .......

นาโน โนเบล (ตอนที่ 8)

ถ้าฟายน์แมนพูดถึงความเป็นไปได้ของนาโนเทคโนโลยีเป็นคนแรก เดร็กซเลอร์ได้ให้นิยามคำว่านาโนเทคโนโลยีเป็นคนแรก และก็เป็นคนแรกเช่นกันที่จบปริญญาเอกด้านนาโนเทคโนโลยี ริชาร์ด สมอลลีย์ (Richard Smalley - รางวัลโนเบลสาขาเคมี ค.ศ. 1996 ร่วมกับ Robert F. Curl และ Harold W. Kroto จากผลงานคิดค้นโมเลกุลที่มีรูปร่างเหมือนลูกฟุตบอล) ก็ถือว่าเป็นบุคคลที่ได้รับการสดุดีว่า เป็นคนแรกที่ทำให้นาโนเทคโนโลยีกลายมาเป็นโครงการระดับชาติของสหรัฐอเมริกา จนทำให้เกิดกระแสการตื่นตัวในศาสตร์นี้ไปทั่วโลกนับตั้งแต่ปี ค.ศ. 2000 เป็นต้นมา ก่อนหน้าการค้นพบโมเลกุลลูกฟุตบอล (บักกี้บอล) ของสมอลลีย์ นักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อกันว่าคาร์บอนมีอัญรูป (โครงสร้างที่มีรูปร่างแน่นอนที่เกิดจากการต่อกันของอะตอมธาตุชนิดเดียว) เพียง 2 แบบเท่านั้น นั่นคือ เพชร กับ กราไฟต์ ที่มีสมบัติแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง รวมไปถึงราคาของตัวมันด้วย โดยวัสดุทั้ง 2 แบบเป็นสสารที่มีมิติมหภาค (Bulk-phase Materials) กล่าวคือโครงสร้างการเกาะยึดอะตอมของคาร์บอน มีลักษณะเป็นโครงข่ายขยายออกไปไม่สิ้นสุด (ในมุมมองของนักเคมี) โดยเพชรมีโครงสร้าง 3 มิติ ในขณะที่กราไฟต์มีโครงสร้าง 2 มิติ สำหรับโมเลกุลบักกี้บอล หรือ C60 ที่ค้นพบในปี ค.ศ. 1985 นั้นกลับเป็นอัญรูปของคาร์บอนที่มีเพียง 0 มิติเท่านั้น ถือเป็นสสารที่มีมิตินาโน (Nano-phase Materials) ซึ่งอีกไม่กี่ปีต่อมา คือในปี ค.ศ. 1991 ก็ได้มีการค้นพบท่อนาโนคาร์บอนซึ่งเป็นอัญรูปของคาร์บอนที่มี 1 มิติ ถึงแม้ท่อนาโนคาร์บอนจะกลายมาเป็นวัสดุมหัศจรรย์ที่โด่งดังและมีคุณูปการยิ่งกว่าบักกี้บอลเสียอีก แต่มันกลับไม่ได้ทำให้ผู้ค้นพบคือ ศาสตราจารย์ ไออิจิมา (Sumio Iijima) ได้รับรางวัลโนเบลในปี ค.ศ. 1996 ด้วย ซึ่งได้กลายมาเป็นประเด็นต่อสู้ของชาวญี่ปุ่นและถือเป็นตัวแทนของชาวเอเซียต่อความยุติธรรมในการตัดสินรางวัลโนเบล ที่มักเอนเอียงไปทางนักวิทยาศาสตร์ชาวตะวันตก ข้อหาดังกล่าวต่อคณะกรรมการรางวัลโนเบล ยังลุกลามไปสร้างความเจ็บปวดให้แก่ สมอลลีย์ อีกด้วยกับประเด็นใหม่ที่ว่า สมอลลีย์ไม่ได้เป็นคนแรกที่ค้นพบบักกี้บอล เพราะก่อนหน้านี้ได้มีนักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นในเสนอทฤษฎีที่แสดงความเป็นไปได้ในการมีโมเลกุลแบบทรงกลม แต่ศาสตราจารย์ท่านนั้นไม่ได้ตีพิมพ์เป็นภาษาอังกฤษ ทำให้งานของท่านไม่เป็นที่รู้จัก โดยในภายหลังสมอลลีย์ได้ออกมากล่าวยกย่องศาสตราจารย์ชาวญี่ปุ่นท่านนั้น พร้อมกับชูประเด็นเรื่องการเผยแพร่ผลงานควรทำให้มีการรับรู้ให้กว้างขวาง เพื่อไม่ให้เกิดปัญหาแบบนี้อีก

สมอลลีย์ต้องพบกับความเจ็บปวดกับมะเร็งเม็ดเลือดขาวและเสียชีวิตในปี ค.ศ. 2005 ด้วยวัยเพียง 62 ปี โดยก่อนจากโลกนี้ไปท่านได้ก่อตั้งบริษัทผลิตท่อนาโนคาร์บอนระดับอุตสาหกรรม รณรงค์ในเรื่องการสร้างนักนาโนเทคโนโลยีตั้งแต่วัยเด็กเพื่อให้สหรัฐอเมริกาแข่งขันได้ ท่านยังเป็นผู้สนับสนุนพลังงานสะอาดโดยใช้นาโนเทคโนโลยี ผมมีโอกาสไปเยือนห้องแล็บของท่าน ที่ Rice University เมื่อปี ค.ศ. 2003 ซึ่งก็ได้มีโอกาสพบท่าน พร้อมทั้งได้เข้าไปเดินเล่นในห้องทำงานอันโอ่อ่าของท่านอยู่ครู่หนึ่ง) มหาวิทยาลัยแห่งนี้ถือเป็นมหาวิทยาลัยที่มีสนามหญ้าที่สวยที่สุดในโลกแห่งหนึ่งเลยทีเดียว

ยางรถยนต์นาโน - Nano Tyre

นาโนเทคโนโลยีเริ่มกระเถิบเข้ามาสู่วิถีชีวิตของพวกเรา ทั้งแบบเงียบๆ ไม่ทันรู้ตัว และแบบโฉ่งฉ่างรู้กันทั่วเมือง สำหรับในเรื่องของยานยนตร์นั้น นาโนเทคโนโลยีก็กำลังจะเข้ามาเปลี่ยนรถยนต์ของเรา ให้มาเป็นรถยนต์นาโน หน้าปัดแสดงผลรุ่นใหม่ๆ จะเป็น Organic Light Emitting Device (OLED) ที่มีแสงสีสวยงามและบูติค กระจกที่ทำความสะอาดตัวเองได้ ฟิล์มที่ปรับความเข้มแสงได้ เซ็นเซอร์ตรวจวัดสิ่งผิดปกติต่างๆ รอบคันรถ การนำนาโนเทคโนโลยีมาใส่ยังเพิ่มมูลค่าของสินค้าได้ เช่นเดียวกับยาง Michelin รุ่น Energy ที่ขายดิบขายดีไปทั่วโลกอยู่ในขณะนี้


ปัจจุบันยางรถยนต์ทำมาจากยางธรรมชาติผสมกับยางสังเคราะห์ โดยมีการผสมอนุภาคคาร์บอน (Carbon Black) เข้าไปเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ซึ่งในขณะนี้ได้มีการค้นหาอนุภาคนาโนที่อาจนำมาแทนอนุภาคคาร์บอน เช่น อนุภาคนาโนของซิลิกาคาร์ไบด์ ซึ่งคาดว่าจะทำให้ยางรถยนต์ยืดอายุการใช้งานได้ถึง 2 เท่า การวิจัยยังพบว่าท่อนาโนคาร์บอนเมื่อผสมเข้าไปในยางสามารถเพิ่มความแข็งแกร่งได้เช่นกัน จนมีผู้ทดลองนำไปผสมในถุงยางอนามัยเพื่อทำถุงยางนาโนอีกด้วย บริษัทมิเชลิน (Michelin) กำลังวิจัยการนำอนุภาคดินนาโน (Nanoclay) เพื่อผสมกับพอลิเมอร์สำหรับปิดยางชั้นในเพื่อกันลมรั่วออก (ซึ่งมีการนำมาใช้กับลูกเทนนิสแล้ว) ซึ่งจะทำให้ประหยัดความหนาของชั้นยางอีกด้วย ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาค (Microelectromechanical system หรือ MEMS) ยังจะช่วยให้ยางรถยนต์ในอนาคตมีความฉลาดเหนือขึ้นไปอีก กล่าวคือ จะมีการใส่เซ็นเซอร์จิ๋วเข้าไปในยางรถยนต์ทั้ง 4 ล้อ โดยเซ็นเซอร์เหล่านั้นจะส่งสัญญาณมายังตัวรับแบบไร้สาย ทำให้ผู้ขับขี่สามารถทราบความดันของลมยาง และอุณหภูมิลมยางได้ ระบบซอฟท์แวร์สามารถพัฒนาให้เตือนผู้ขับขี่ในกรณีที่ยางรถยนต์อยู่ในสภาพที่ไม่ปลอดภัย


(ภาพด้านบน - เฉพาะประเทศสหรัฐอเมริกาประเทศเดียว มียางรถยนต์หมดสภาพปีละกว่า 17 ล้านเส้น นาโนเทคโนโลยีจะช่วยลดจำนวนขยะเหล่านี้)

นาโน โนเบล (ตอนที่ 7)

ในอดีตนั้น เคมีสังเคราะห์เป็นศาสตร์ที่วนเวียนอยู่กับการสร้างโมเลกุลที่มีอะตอมเป็นองค์ประกอบอยู่ไม่เกิน 50 อะตอม โดยมีโครงสร้างของโมเลกุลไม่ซับซ้อนนัก แม้กระนั้นก็ตาม กรรมวิธีในการควบคุมโครงสร้างของโมเลกุลเล็กๆ เหล่านั้นให้มีความแน่นอนก็ได้สร้างความมั่งคั่งแก่ผู้ค้นพบเหล่านั้น โมเลกุลที่มีคนรู้จักมากที่สุดในโลกอย่าง แอสไพริน และ ดีดีที เป็นตัวอย่างของความสำเร็จของเคมีสังเคราะห์แบบดั้งเดิม จนกระทั่งเมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้วนี่เอง ที่ได้เกิดศาสตร์ใหม่ขึ้นมาท้าทายเคมีสังเคราะห์แบบเก่า นั่นคือ เคมีซูปราโมเลกุล (Supramolecular Chemistry) ศาสตร์แขนงนี้เป็นศาสตร์แห่งการแสวงหาความเข้าใจในปรากฏการณ์ที่โมเลกุลต่างๆ มายึดเกาะกันเกิดเป็นโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ขึ้นที่เรียกว่าซูปราโมเลกุล และผู้ที่ทำให้ศาสตร์แขนงนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางก็คือ ศาสตราจารย์ ฌอง มารี เลห์น (Jean-Marie Lehn - รางวัลโนเบลสาขาเคมี ค.ศ. 1987) ท่านเป็นนักเคมีสังเคราะห์ที่บุกเบิกการขยายสเกลจากเคมีที่อยู่แค่ในโลกของอังสตรอม มาสู่โลกระดับนาโน โดยมีความมุ่งมั่นและทุ่มเทศึกษา แสวงหาความเข้าใจในปรากฏการณ์ที่โมเลกุลต่างๆ มายึดเกาะกันเกิดเป็นซูปราโมเลกุล รวมทั้งคิดค้นและพัฒนากระบวนการในการสังเคราะห์อย่างมีประสิทธิภาพ ท่านได้ค้นพบว่าการเกาะกลุ่มกันเป็นซูปราโมเลกุลนี้มิได้ใช้พันธะโควาเลนต์ที่แข็งแรง หากแต่เป็นแรงระหว่างโมเลกุล (Intermolecular Interactions) ที่มีปริมาณความแข็งแรงน้อยกว่ามาก ผลของการมายึดเกาะกันด้วยทิศทางและระยะทางที่แน่นอนนี้เอง ทำให้ซูปราโมเลกุลที่ได้ มีความเฉพาะตัว และทำหน้าที่อย่างเฉพาะเจาะจงได้ นักวิทยาศาสตร์ในสาขานี้มีส่วนช่วยในการพัฒนาจักรกลนาโนได้อย่างมาก เพราะความรู้เกี่ยวกับแรงระหว่างโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจง ได้นำมาสู่ความเข้าใจของกระบวนการประกอบได้เอง (Self Assembly) ในที่สุด นอกจากนั้นแล้วยังช่วยทำให้เข้าใจความเกี่ยวข้องระหว่างโครงสร้างของซูปราโมเลกุลว่ามีความเกี่ยวข้องกับหน้าที่การทำงานได้อย่างไร (Structure-Function Relationship) อันจะนำไปสู่การออกแบบจักรกลนาโนที่ทำหน้าที่ได้เฉพาะเจาะจง

ความก้าวหน้าของศาสตร์ซูปราโมเลกุลในระยะหลังๆนี้ได้มาถึงจุดที่เราสามารถสังเคราะห์โมเลกุลที่มีรูปร่างพิเศษที่สามารถทำหน้าที่เชิงกลได้ โมเลกุลที่สังเคราะห์ขึ้นเหล่านี้แม้จะมีความซับซ้อนน้อยกว่าจักรกลแบบเดร็กซเลอร์มาก แต่ก็ถือว่าเป็นต้นแบบที่ดีเพื่อทำความเข้าใจกลไกการทำงานของจักรกลโมเลกุลที่ใหญ่กว่า อีกทั้งยังอาจนำไปสู่การใช้งานในเชิงวิศวกรรมได้อีกด้วย เช่น โรแท็กเซน กับ แคทีเนน ซึ่งเป็นซูปราโมเลกุลที่เกิดจากโมเลกุลตั้งแต่ 2 โมเลกุลขึ้นไปมาประกอบกันแบบล็อคตาย (Interlocking) คือหนีออกจากกันไม่ได้ โดย แคทีเนน นั้นมีลักษณะเหมือนโซ่มาคล้องกัน ในขณะที่ โรแท็กเซน มีลักษณะเป็นวงแหวนที่มีแกนกลางที่ถูกปิดหัวปิดท้าย ทำให้เคลื่อนที่ออกมาไม่ได้ โมเลกุลชนิดดังกล่าวสามารถควบคุมให้มีการเคลื่อนที่ภายในสัมพัทธ์ต่อกันในลักษณะของจักรกลได้ นอกจากโมเลกุลโรแท็กเซนและแคทีเนนแล้ว ยังมีการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีรูปร่างคล้ายกังหันและฟันเฟืองด้วย โดยโมเลกุลเหล่านี้สามารถถูกควบคุมให้หมุนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเท่านั้น ความสามารถในการสังเคราะห์ในศาสตร์ของซูปราโมเลกุลนั้นได้ก้าวล้ำไปจนถึงการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีรูปร่างเป็นโพรงเหมือนถ้ำเลยทีเดียว โดนมีแกนกลางที่ตัวโพรงนี้สามารถเลื่อนไถลไปมาระหว่าง “สถานี” ได้ จนบางครั้งโมเลกุลเหล่านี้ก็จะได้รับการขนานนามว่า ชัตเติลโมเลกุล (Molecular Shuttle) จากคุณูปการที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ เราจึงยกย่องให้ท่านเป็นบิดาแห่งนาโนเคมี (Nanochemistry)

(ภาพด้านล่าง - ปัจจุบันนาโนเคมีมีความก้าวหน้าไปในระดับที่สามารถสังเคราะห์ โมเลกุลที่มีรูปร่างประหลาดๆ เช่น เป็นชัตเติ้ลเหมือนรถไฟฟ้าที่วิ่งไปกลับระหว่างสถานีจอด)

2008 - ปีทองของอุตสาหกรรมนาโนวัสดุไทย ถึงคราว Take Off

ในระยะเวลา 4-5 ปีที่ผ่านมานั้น ได้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน ที่ถือว่าได้เปลี่ยน Landscape ของวงการวิจัยไทยไปตลอดกาล นั่นก็คือ การที่แหล่งทุนต่างๆ ได้หันมาให้ความสำคัญต่องานวิจัยที่ให้ผลผลิตที่จับต้องได้ หรือ เน้น Applications มากขึ้น แม้แต่ สกว. เองก็ไม่อาจต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ จะว่าไปแล้วปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดแต่ที่บ้านเราเท่านั้น แม้แต่ประเทศยักษ์ใหญ่ อย่าง สหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น ก็ล้วนได้รับผลกระทบนี้ ในประเทศอังกฤษเองก็มีการเปลี่ยนแปลงระบบให้ทุนครั้งใหญ่ที่หันมาเน้นผลผลิตจากการวิจัยที่มีผลกระทบสูง


ถึงแม้การเปลี่ยนแปลงในการให้ทุนจะค่อนข้างรุนแรง แต่ก็เกิดอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้นักวิจัยไทยได้มีการปรับตัวมาสักระยะหนึ่งแล้ว เราจะเห็นได้ว่า งานวิจัยพื้นฐานในระยะหลังๆ นอกจากจะมีการผลิตผลงานตีพิมพ์ระดับสากล ยังมีแถมสิทธิบัตรหรือต้นแบบผลิตภัณฑ์ หรือ องค์ความรู้กึ่งสำเร็จรูปที่สามารถนำไปใช้ได้ดีในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตามแหล่งทุนวิจัยในระยะ 2 ปีหลังนี้กลับเพิ่มดีกรีของตัวชี้วัดผลผลิตขึ้นไปอีก กล่าวคือ เริ่มผลักดันให้งานวิจัยโยงเข้าหาผู้ใช้ที่เป็นอุตสาหกรรม โดยนำโจทย์ของอุตสาหกรรมมาคิดตั้งแต่ช่วงวิจัยเลย ไม่ใช่วิจัยเสร็จแล้วค่อยนำผลผลิตไปหาผู้ใช้เหมือนแต่ก่อน ทำให้นักวิจัยต้องหาคู่ที่เป็นอุตสาหกรรมในการทำงานวิจัย


เมื่อประเมินสถานการณ์อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับ นาโนเทคโนโลยี ในปี ค.ศ. 2008 นี้ จะพบว่าทางภาคอุตสาหกรรมไทยกำลังรีบเร่งปรับศักยภาพเพื่อให้ สามารถแข่งขันกับต่างประเทศได้ เพราะขณะนี้วัสดุของต่างประเทศที่นำมาใช้ในการภาคการผลิตของไทย เริ่มมีลักษณะเป็นวัสดุผสมที่ใช้นาโนวัสดุมากขึ้น มูลค่าของวัสดุเหล่านั้นล้วนสูงขึ้น ผู้ประกอบการไทยจึงมีความคิดที่จะหานาโนวัสดุที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันหรือดีกว่า ที่สามารถผลิตได้เองในประเทศโดยนักวิจัยไทย เพื่อมาแทนที่ของต่างประเทศ ช่วงหลังๆ นี้พบว่าบริษัทไทยที่มีขนาดอยู่ในระดับ SME ซึ่งส่วนใหญ่รันโดยผู้ประกอบการรุ่นใหม่ที่มีหัวก้าวหน้า มีความตระหนักในเรื่องของนวัตกรรมสูงมาก อุตสาหกรรมนาโนวัสดุของไทยจึงเป็นอุตสาหกรรมที่เห็นคุณค่าของการวิจัยและพัฒนา ดังนั้นโอกาสในการพัฒนาอุตสาหกรรมนาโนวัสดุของไทยให้เป็นที่หนึ่งในย่านนี้จึงมีค่อนข้างสูง เพราะจำนวนนักวิจัยทางด้านนาโนเทคโนโลยีของไทย ทำงานในสาขานาโนวัสดุอยู่ถึง 70% เลยทีเดียว ปี 2008 นี้จึงน่าจะเป็นปีทองของไทย ที่อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยีจะถึงเวลา Take Off เสียที

(Picture from http://cobweb.ecn.purdue.edu/)

นาโน ขอนแก่น 2008

มีข่าวด่วนขอแจ้งท่านผู้อ่านทุกท่านครับ ว่าทางมหาวิทยาลัยขอนแก่น โดย Integrated Nanotechnology Research Center เขาจะจัดการประชุมวิชาการทางด้านนาโนเทคโนโลยีที่มีชื่อว่า The 2nd Progress in Advanced Materials (Micro/Nano Materials and Applications) ระหว่างวันที่ 16-18 มกราคม 2551 นี้ที่โรงแรมโฆษะ ขอนแก่น ซึ่งก็เปิดรับบทคัดย่อจนถึงวันที่ 15 ธันวาคม 2550 นี้ครับ เนื้อหาของการประชุมครอบคลุมเรื่องต่างๆ ของวัสดุศาสตร์สมัยใหม่ ได้แก่ การสังเคราะห์วัสดุนาโน การวิเคราะห์วัสดุนาโน การผลิตวัสดุนาโนในระดับปริมาณมากๆ การนำวัสดุนาโนไปใช้ประโยชน์ในงานต่างๆ รวมทั้งในเชิงอุตสาหกรรม การคำนวณและออกแบบวัสดุนาโน ลองคลิ๊กเข้าไปดู Invited Speakers แล้วแม้ว่าจะค่อนข้างไปทางเภสัชมากไปหน่อย ซึ่งอาจทำให้คนสนใจเข้าร่วมน้อย เหมือนงานนาโน เชียงใหม่ เมื่อปีที่แล้ว แต่ด้วยชื่อเสียงของ อาจารย์วิทยา และ อาจารย์สันติ ก็น่าจะช่วยเรียกพลพรรคที่ชอบพอกันมาช่วยงานได้ไม่น้อย ขอเชิญชวนไปร่วมงานนะครับ อากาศที่ขอนแก่นช่วงนี้เย็นๆ บรรยากาศตอนกลางคืนค่อนข้างสบาย มีที่นั่งจิบเบียร์ ฟังเพลง หลายที่ ชั้นใต้ดินของโรงแรมโซฟีเทลขอนแก่น เอง ก็มี Karaoke ที่ค่อนข้างได้มาตรฐานและเป็นกันเอง

(ภาพด้านขวา - ดอกคูนสวยๆ ช่วยเชื้อเชิญให้ไปเยือนเมืองขอนแก่น)

ถนนที่ซ่อมตัวเองได้ - Self Healing Road

หายไปหลายวันเลยครับ เพิ่งจะกลับมาจากงาน วทท. 33 ที่มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ จ. นครศรีธรรมราช จริงๆ งานจบไปตั้งแต่วันที่ 20 ตุลาคม แล้ว แต่ nanothailand ไปรถตู้ครับ เลยแวะพักระหว่างทางที่ประจวบฯ จังหวัดที่เขาไม่เอาโรงไฟฟ้าครับ หาดทรายเลยยังสวยงาม ธรรมชาติน่าชื่นชมอยู่ งาน วทท. ปีนี้เริ่มงานยิ่งใหญ่ แต่จบแบบกร่อยๆ เหงาๆ ยังไงก็ไม่รู้ สงสารคนจัดเหมือนกัน เพราะวันสุดท้ายแทบไม่เหลือใครแล้ว วทท. ปีนี้เจออุปสรรคมากมายเหลือเกิน เริ่มตั้งแต่ร่องความกดอากาศต่ำเข้าปกคลุม ทำให้ฝนตกหนักตั้งแต่วันเริ่มงาน คนที่มางานก็เจอปัญหาไม่มีที่นอน nanothailand เจอโรงแรมแกรนด์ปาร์คโกงห้องพักไป 4 ห้อง คือจองไปแล้ว แต่เขาเอาห้องไปให้คนอื่น ก็ได้แต่ทำใจ พอไปหาโรงแรมใหม่ได้ มารู้ทีหลังว่าเป็นโรงแรมผีดุ นอนกันไม่ค่อยจะหลับ โชคดีที่ได้โรงแรมทักษิณ ที่จองเผื่อเหลือเผื่อขาดช่วยเอาไว้ จริงๆ ก็เห็นใจผู้จัดนะครับ งานใหญ่ๆ ระดับนี้ ต้องใช้ทรัพยากรค่อนข้างมาก แต่มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ เป็นมหาวิทยาลัยขนาดเล็กที่มีทรัพยากรจำกัด แถมธรรมชาติไม่เป็นใจอีก งานนี้เลยทำให้ผู้เข้าร่วมประชุมหลายๆ คนแหง่วไปเลย (แหง่ว = ไปแอ่วแล้วเหงา) บางคนไปถึงยังไม่ทันเข้าประชุม แต่ไม่มีที่นอน ตีรถกลับก็มี

การไปรถตู้ก็ดีเหมือนกัน ทำให้เราได้ใช้ทางหลวงเป็นระยะทางไปกลับเกือบ 2000 กิโลเมตร nanothailand พบว่าถนนหนทางมีการสร้าง ซ่อมแซม กันตลอดเวลา ไม่เคยหยุดหย่อน เพราะมันพังได้ตลอด ถนนที่สร้างเสร็จใหม่ๆ เป็นสวรรค์ของผู้ขับขี่ ต้องรีบใช้เลยเพราะอีกไม่นานผิวทางก็จะเสื่อมและพัง ถนนพระราม 2 เป็นตัวอย่างของถนนที่สร้างไม่เคยเสร็จ เพราะมีการซ่อมแซมตลอดเวลา กรมทางหลวงสหรัฐเขาใฝ่ฝันไปถึงถนนที่มีความสามารถในการซ่อมบำรุงตัวเองได้ในระดับหนึ่ง โดยได้ให้งบประมาณแก่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เพื่อค้นคว้าหาวัสดุที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ เบื้องต้นนั้นทางคณะวิจัยได้คิดค้นพอลิเมอร์ที่สามารถซ่อมแซมรอยแตก โดยการบรรจุสารซ่อมแซมเข้าไปในแค็ปซูลจิ๋ว โดยเมื่อวัสดุเกิดรอยแตก แค็ปซูลจิ๋วจะปล่อยสารเคมีออกมา ซึ่งจะซึมเข้าไปในรอยแตกได้เองด้วยแรงธรรมชาติ แล้วเกิดปฏิกริยาเคมีประสานผิวรอยแตกนั้น ทำให้หยุดการขยายวงเสียแต่เนิ่นๆ ซึ่งได้เริ่มมีการทดลองในเวอร์ชันที่ใหญ่กว่า กล่าวคือ ใช้การบรรจุสารเคมีเข้าไปในเส้นใยจิ๋ว โดยนำไปผสมกับคอนกรีต เมื่อคอนกรีตเกิดการแตกร้อย เส้นใยจิ๋วนี้จะแตกด้วยแล้วปล่อยสารประสานรอยร้าวออกมา ซึ่งเป็นที่ต้องการในงานวางคานและตอม่อสะพานมาก เนื่องจากโดยวิธีปกติเมื่อมีรอยแตกร้าว จะต้องมีการอัดฉีดอีป็อกซีเข้าไป ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงมาก หากเทคโนโลยีนี้พัฒนาไปจนถึงระดับที่ใช้งานจริง อีกหน่อยการเดินทางด้วยรถยนต์จะน่าภิรมย์ปานใด ลองคิดดูสิครับ ..... เรื่องนาโนเทคโนโลยีที่นำไปใช้ทำให้ถนนดีขึ้นเนี่ย วันหลัง nanothailand จะนำมาเล่าสู่กันฟังอีกครับ

(ภาพข้างบนไม่ใช่ self healing road นะครับ แต่นำภาพถนนที่ซ่อมปะจนเกือบไม่เหลือที่ให้พังแล้ว มาโชว์ให้ดู)

เวียดนามคุย สังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนส่งนอก

เมื่อหลายวันก่อน nanothailand ได้พูดถึงความน่ากลัวของ Saigon Hi-Tech Park ว่ากำลังผงาดท้าทาย Science Park ของไทย ผู้อ่านคงยังไม่ทันลืมเรื่องนี้ใช่ไหมครับ ปรากฏว่าเวียดนามไม่ได้หยุดแค่นี้ ตอนนี้ Saigon Hi-Tech Park เขาโด่งดังไปทั่วโลกแล้ว ทั้งนี้ Dr. Nguyen Chanh Khe ซึ่งท่านก็เป็นผู้อำนวยการของ R&D Center ของ Saigon Hi-Tech Park ได้ออกมาสัมภาษณ์สื่อหลายแขนง ทั้งของเวียดนาม และ ต่างประเทศว่า ตอนนี้ เวียดนามสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนในระดับ 200 กรัมได้แล้ว และภายในสิ้นปีนี้ จะขยายกำลังผลิตขึ้นไปในระดับ 200 กิโลกรัม เลยทีเดียว แถมยังคุยอีกว่า ตอนนี้บริษัทไฮเทคทั่วโลก ต้องการสั่งท่อนาโนคาร์บอนของเวียดนาม ท่านยังได้คุยอีกว่า ในโลกเราเนี่ย มีเพียง อเมริกา ญี่ปุ่น กับ ยุโรปบางประเทศเท่านั้นที่ผลิตได้ สงสัยจะรู้จัก ดร. พิศิษฐ์ สิงห์ใจ คนดังแห่งมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ของเราน้อยไปเสียแล้ว อย่างนี้งาน IWNA2007 ที่จะจัดที่เวียดนาม พฤศจิกายน 2550 นี้ไปเจอกันหน่อย เอาท่อนาโนคาร์บอนเมดอินไทยแลนด์ที่เราผลิตได้ หอบไปโชว์สักกระสอบ


จะว่าไปแล้ว ความน่ากลัวของท่าน ผอ. เหงียน ก็คือ ใน Saigon Hi-Tech Park ของเขาเอง มีอุตสาหกรรมรองรับการผลิตท่อนาโนคาร์บอนแล้ว ซึ่งก็คือแบตเตอรีนั่นเอง ซึ่งเขาคุยว่าเขาผลิตท่อนาโนแบบรูปตัว Y อีกต่างหาก ไม่ถ่อมตัวเลยท่าน แถมโม้ต่ออีกว่าประสิทธิภาพดีกว่า Nafion ที่ผลิตโดยอเมริกาอีกด้วย เป็นยังไงครับ ฟังแล้วหนาวเพิ่มขึ้นมาอีก นาโนเมืองไทย ต้องขยันเพิ่มขึ้นนะครับ ลูกหลานเราจะได้ไม่ต้องไปดูงานที่เวียดนาม


(ภาพซ้ายมือ - สาวฮานอยยิ้มรับกล้องอย่างเป็นมิตร เวียดนามเกือบลืมอดีตที่ขมขื่นไปหมดแล้ว ตอนนี้เขามุ่งสู่อนาคตอย่างเต็มที่)