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

ICFPE2012 - The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics

วันนี้ผมมีการประชุมวิชาการทางด้านเทคโนโลยีที่น่าสนใจ มานำเสนอสำหรับคนที่ชอบประเทศญี่ปุ่นครับ งานประชุมนี้มีชื่อว่า ICFPE2012 ซึ่งมีชื่อเต็มว่า The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics ซึ่งจะจัดขึ้น ณ มหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่นระหว่างวันที่ 5-8 กันยายน พ.ศ. 2555 โดยมีกำหนดส่งบทคัดย่อไม่เกินวันที่ 21 เมษายน 2555 ครับ ยังพอมีเวลารีบปั่นงานส่งครับผม งานประชุมนี้ เห็นว่าได้รับการยืนยันว่าจะมี ศาสตราจารย์ ไออิจิ เนกิชิ (Professor Ei-ichi Negashi) ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2010 มาเป็นองค์ปาฐกด้วยครับ จริงๆ แล้วศาสตราจารย์ เนกิชิ เนี่ย ท่านได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานการคิดค้นปฏิกริยาเคมีสังเคราะห์ ซึ่งพักหลังนี้ ท่านเริ่มมาสนใจงานทางด้านอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์ (Organic Electronics) ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ว่าด้วยการทำวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ โดยใช้สารอินทรีย์เป็นวัสดุในการทำลายวงจร ต่างจากเทคโนโลยีปัจจุบันที่ใช้สารอนินทรีย์เป็นวัสดุทำวงจรไฟฟ้า ซึ่งอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์จะเป็นพื้นฐานของการทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต

ด้วยการมองการณ์ไกล บริษัทโซนีจึงได้แต่งตั้งให้ศาสตราจารย์ เนกิชิให้เป็นที่ปรึกษาด้านบริหารงานวิจัยของบริษัทโซนี ในสาขาอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์ โดยท่านจะให้คำปรึกษาแก่คณะผู้บริหาร และคณะวิจัยในการดำเนินโครงการทั้งในระยะสั้นและระยะยาว ทั้งนี้ ในระยะหลังๆ บริษัทโซนีได้ให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์เป็นอย่างมาก โดยโครงการเด่นๆ ที่ทางโซนีทำอยู่ก็เช่น จอภาพอินทรีย์เปล่งแสง (OLED) เซลล์สุริยะแบบอินทรีย์ (Organic Solar Cell) แบตเตอรีแบบอินทรีย์ (Organic Battery) และพลาสติกที่ทำมาจากผัก (Vegetable-Based Plastics) โดยมือสังเคราะห์วัสดุขั้นเทพอย่างศาสตราจารย์ เนกิชิ จะเข้ามาช่วยทำให้โซนีมีความได้เปรียบในเรื่องการค้นหา วัสดุใหม่ สำหรับพัฒนาผลิตภัณฑ์ของบริษัทในอนาคต

นอกจากจะมีองค์ปาฐกระดับรางวัลโนเบลแล้ว งานนี้ยังมีผู้บรรยายระดับเทพหลายคน เช่น Ryoji Chubachi รองประธานบริษัทโซนี มี Professor Michael Graetzel จากสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งเป็นผู้ที่มีชื่อเสียงทางด้าน การสร้างอุปกรณ์โซลาร์เซลล์แบบอินทรีย์ และยังมี Kinam Kim ประธานอำนวยการบริหาร Samsung Advanced Institute of Technology

ในระยะหลังๆ เราจะเห็นว่า การประชุมทางวิทยาศาสตร์จะมีภาคเอกชนเข้ามามีส่วนร่วมมากขึ้นเรื่อย ๆ และมีลักษณะเป็น Global ด้วย กล่าวคือ การวิจัยและพัฒนาของภาคเอกชน ไม่ได้จำกัดแต่ในฐานการผลิตที่เป็นประเทศของตนเองอีกแล้ว ปัจจุบัน บริษัทเอกชนได้เข้าไปว่าจ้างอาจารย์ และ ทีมวิจัยที่อยู่ตามมหาวิทยาลัยในประเทศต่างๆ ให้ทำวิจัยให้ตน ในประเทศไทยเอง เริ่มมีบริษัทต่างชาติหลายแห่งแล้วครับ ที่เข้ามาว่าจ้างให้อาจารย์ในมหาวิทยาลัยในบ้านเราทำงานวิจัยให้ โดยมีการให้เงินทุน และให้ทุนการศึกษาแก่นักศึกษาของเรา ให้ทำโจทย์วิจัยที่พวกเขาสนใจ เราจะเห็นได้ว่า วิทยาศาสตร์เองก็เริ่มเป็นเรื่องของการ Outsourcing คือเราจะทำเฉพาะส่วนที่เราถนัดจริงๆ ส่วนที่คนอื่นทำเก่งกว่าเราก็ไปจ้างเขาทำ เพื่อที่เราจะได้นำแต่ส่วนที่เป็นของดีๆ มาประกอบกันเป็นผลงานที่เยี่ยมยอดได้

แล้วการประชุมนี้มีหัวข้อที่น่าสนใจอะไรบ้าง เรามาดูกันนะครับ ....

Organic and Printed Electronics
New printing materials for flexible and E-paper display
Advanced flexible display technologies
Business strategy, outlook and development for flexible display
Digital fabrication for flexible and printed electronics
Printing process of organic devices
Printed solar system, organic thin film and DSSC
Printed devices for bio and medical applications
Organic sensing devices and related nano-technologies
Printed and flexible sensors and sensor integration
Organic materials and devices for information and communication
Printed organic thin film transistors
Organic light emitting materials and devices-OLED and OFET
Printable organic and polymer light-emitting diodes and displays
Flexible metal oxide thin-film transistors
Low temperature processing of ceramic-based thin film
Nano inks and related technology
Green Printed Electronics
Packaging and interconnects for advanced flexible and printable circuit boards
Stretchable Electronics
Characterization and development of substrates, sealing materials and relate d device properties
Web handling and related technologies
Precision Coating, Drying, and Foaming
Printed intelligence from roll-to-products
Roll-to-roll printing systems for flexible and printed electronics
Diversity of printing technology for electronic device manufacturing
Organic semiconductor materials
Crystal structure and morphology design in organic semiconductors
Integrated transistors and circuits on flexible subst
Charge dynamics in organic semiconductors

แล้วพบกันที่โตเกียวครับ ....

Printed Electronics Asia 2010

ช่วงบอลโลกนี้ ผมต้องขอโทษด้วยครับที่หายหน้าหายตาไป หลังจากบอลโลก ก็จะกลับมาอัพเดตข่าวสาร แนวโน้มเทคโนโลยีใหม่ๆ ให้ท่านผู้อ่านเหมือนอย่างเคย อาจจะไม่ถี่เหมือนก่อน เพราะงานวิจัยช่วงนี้เข้ามาค่อนข้างมากครับ

วันนี้ผมขอนำการประชุมและนิทรรศการทางด้านเทคโนโลยีที่สำคัญงานหนึ่งมาเสนอครับ ตัวผมเองอยากไปชมงานนี้มากๆ แต่ปรากฏว่างานนี้ดันไปเหลื่อมกับอีกงานที่เกาหลี งานนี้มีชื่อว่า Printed Electronics Asia 2010 ซึ่งจะจัดขึ้นที่ฮ่องกง ระหว่างวันที่ 13-14 ตุลาคม 2553 ลักษณะของการประชุมนี้ ผู้ที่มาพูดจะเป็น Invited Speakers ทั้งหมดครับ เราไม่สามารถส่งผลงานเพื่อไปนำเสนอได้ครับ ผู้จัดเขาเลือกว่าจะเชิญใครมาพูดบ้าง โดยพยายามรวมมิตรเรื่องต่างๆ ที่เขาคิดว่าเป็นเรื่องใหม่ มีประโยชน์ และแสดงถึงความก้าวหน้าในศาสตร์ทางด้านนี้ คนที่มาฟังส่วนใหญ่ก็จะมาจากภาคอุตสาหกรรมครับ

เนื้อหาที่เขาให้ความสนใจในการประชุมและนิทรรศการครั้งนี้ ก็ต้องเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับศาสตร์ทางด้าน อิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ได้ ซึ่งกำลังเป็นแนวโน้มของการผลิตสิ่งของ และสินค้าต่างๆ ที่ในอนาคต ซึ่งจะหันมาใช้วิธีการผลิตด้วยกระบวนการแบบเดียวกับการพิมพ์หนังสือ เนื้อหาที่เขา list เอาไว้ ว่าจะมีพูดถึงในการประชุมนี้ก็ได้แก่ Radical New Printed Electronics Product, Architectural Lighting, Integrated Printed Electronics, Smart Textiles, Thin/Flexible Batteries, Conformal/Flexible Displays (LCD, OLED, E-paper, Electrochromic), E-readers, Photovoltaics, Transistors & Memory, Roll-to-Roll Manufacture Challenges/Opportunities, Materials, Carbon Nanotubes, Sensors & Actuators, RFID

ใครสนใจก็ลองเข้าไปดูรายละเอียดต่อที่เว็บไซต์ของการประชุมนะครับ ....

Brain-on-a-Chip เมื่อสมองถูกนำไปอยู่บนชิพ (ตอนที่ 2)

เมื่อสัก 2-3 ปีที่แล้ว ได้เกิดกระแสความตื่นตัวในเมืองไทย เกี่ยวกับเรื่องของนาโนเทคโนโลยีเป็นอย่างมาก หน่วยงานให้ทุนต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย สภาวิจัยแห่งชาติ สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา เป็นต้น ล้วนแห่กันมาให้ทุนวิจัยทางด้านนี้กันยกใหญ่ นักวิจัยทั่วประเทศต่างแห่กันมาขอทุนทางด้านนี้ บ้างก็เปลี่ยนสาขาวิจัยทางด้านอื่น มาทำวิจัยทางด้านนาโนกันยกใหญ่เลยครับ ในช่วงเวลานั้น ผมก็เลยคิดว่าคงได้เวลาที่จะต้องออกจากสาขานาโน ไปหาอย่างอื่นทำดีกว่า และแล้วผมก็ฝ่ากระแสมาตั้งกลุ่มวิจัยเพื่อทำงานทางด้าน วิศวกรรมเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimetic Engineering) เพราะเล็งเห็นว่า ศาสตร์ทางด้านนี้ต่างหากที่จะเป็นแนวโน้มใหม่ของโลก

ธรรมชาติมีเรื่องให้เลียนรู้ และนำมาวิศวกรรมเพื่อให้เกิดเทคโนโลยี หรือสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ ได้ และมันจะทำให้เราสร้างสิ่งใหม่ๆ แบบก้าวกระโดดด้วยครับ ลองคิดดูให้ดีสิครับว่า ธรรมชาติใช้เวลาสร้างเทคโนโลยีบนสิ่งมีชีวิตมานานเป็นพันล้านปี อารยธรรมมนุษย์ก็แค่หมื่นปีเท่านั้น แถมความรู้ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ย้อนหลังไปแค่ไม่กี่ร้อยปีเอง จะสู้ธรรมชาติได้อย่างไร

โครงการหนึ่งที่น่าสนใจมากมีชื่อว่า SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) ซึ่งได้รับการสนับสนุนทางด้านเงินทุนจาก DARPA หน่วยงานสนับสนุนทุนวิจัยทางด้านกลาโหมของสหรัฐอเมริกา โครงการนี้เป้าหมายชัดเจนเป้าหมายเดียวคือ "เพื่อพัฒนาแนวทางใหม่ๆ ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสมบัติคล้ายระบบประสาท ให้มีความสามารถทัดเทียมกับระบบของสิ่งมีชีวิต" โดยหวังว่าโครงการนี้จะฝ่ากำแพงความรู้ เพื่อเข้าไปไขความลับการทำงานของระบบประสาท แล้วนำความรู้นี้มาใช้ในการพัฒนาสมองประดิษฐ์ ที่ทำงานทัดเทียมธรรมชาติ

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้ทุกวันนี้ ทำงานได้เร็วมากๆ ในเรื่องของการคำนวณครับ แต่ถ้าหากใช้วิเคราะห์ปัญหาที่มีตรรกะสูง มีเงื่อนไขที่ซับซ้อน หรือมีข้อมูลแยกส่วนจำนวนมาก จะทำงานได้ช้ากว่าสมองชีวะมากๆ คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันแยกส่วนประมวลผล (CPU) ออกจากหน่วยความจำ (Memory) เวลาจะทำการประมวลผลอะไร ก็ต้องนำข้อมูลจากหน่วยความจำเข้ามา ผ่านบัสข้อมูล ดังนั้นหากมีจำนวนข้อมูลมากๆ ข้อมูลก็จะออกันอยู่บนถนนข้อมูล วิธีการที่ผ่านมาก็คือ ทำให้หน่วยประมวลผลมีความเร็วให้สูงขึ้น จนกระทั่งข้อมูลสามารถวิ่งเข้าออกได้ฉลุย อย่างไรก็ตาม หากข้อมูลมีความซับซ้อน และการประมวลผลมีตรรกะที่ซับซ้อนด้วย ก็จะทำให้ข้อมูลต้องวิ่งเข้าวิ่งออกมากขึ้น ก็อาจจะเกิดความแออัดของข้อมูลได้ แต่สำหรับสมองชีวะแล้ว เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะเป็นทั้งหน่วยประมวลผล และหน่วยความจำในเวลาเดียวกัน ดังนั้นในการประมวลผลตรรกะต่างๆ แต่ละเซลล์จะได้รับงานที่แบ่งมาแล้วประมวลผล ส่งข้อมูลกันเป็นเครือข่าย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มาจากการบูรณาการกัน

โครงการนี้อาจจะเป็นจุดเริ่มการปฏิวัติสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์เลยครับ .....

OLED Notebook ออกขายในปี 2010

วันนี้ผมมีข่าวความก้าวหน้าในวงการ จอแสดงผลแบบอินทรีย์ (Organic Light Emitting Device หรือ OLED) มาฝากกันครับ ท่านผู้อ่านคงจะเคยได้ยินเรื่องราวเกี่ยวกับจอภาพแบบ OLED มาบ้าง จอภาพที่ใช้ๆ กันอยู่ในปัจจุบันนั้นมี 4 แบบครับคือ (1) จอภาพแบบ CRT (Cathode Ray Tube) ซึ่งก็คือจอภาพแบบเก่าที่มีตูดหนาๆ นั่นแหล่ะครับ จอภาพแบบนี้ใช้การบังคับลำอิเล็กตรอนให้ยิงไปกระทบฉากเรืองแสง (2) จอภาพแบบพลาสมา ซึ่งใช้การปลดปล่อยแสง UV จากพลาสมาให้มากระทบฉากเรืองแสง (3) จอภาพ LCD เป็นการบังคับโมเลกุลผลึกเหลวให้หันไปตามทิศทางต่างๆ เพื่อให้แสงฉากหลังหลุดออกมา หรือ ไม่หลุดออกมา (4) จอภาพ OLED เป็นการเปล่งแสงโดยตรงออกมาจากโมเลกุลเปล่งแสง ที่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า

จากเทคโนโลยีทั้ง 4 แบบนี้ มีเทคโนโลยี OLED เท่านั้นที่มีการเปล่งแสงออกมาจากแหล่งกำเนิดโดยตรง ส่วนเทคโนโลยีอื่นๆ ใช้การเรืองแสง หรือไม่ก็เป็นการบังหรือปล่อยแสงบางสีออกมา เพื่อมาผสมกันทำให้เกิดภาพต่างๆ เทคโนโลยี OLED จึงให้สีที่สว่างที่สุด สมจริงที่สุด สวยที่สุด และประหยัดพลังงานที่สุดครับ
เมื่อเร็วๆ นี้เอง บริษัท Samsung ได้ออกมาประกาศว่าจะทำตลาดเครื่องคอมพิวเตอร์ Notebook ที่ใช้จอภาพ OLED ประมาณปลายปี 2010 ครับ นักวิเคราะห์คาดว่า OLED จะกลายมาเป็นจอภาพมาตรฐานสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ Notebook ในไม่ช้า (คาดว่าประมาณไม่เกิน 5 ปี)

Printed Batteries - แบตเตอรีพิมพ์ได้

"ผู้ใดครองแบตเตอรี ผู้นั้นครองโลก" คำกล่าวนี้ไม่น่าจะเกินเลยเท่าไรนัก ถ้าผมจะพูดอย่างนี้ ก็เพราะว่าเครื่องใช้ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่ทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็น โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นเพลง ไฟฉาย เครื่องคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค ไปจนถึงเครื่องวัดเซ็นเซอร์ต่างๆ ต่างต้องการมันทั้งสิ้น ในอนาคตมันจะยิ่งทวีความสำคัญ เมื่อรถยนต์ไฟฟ้ากลายมาเป็นสินค้าขายดี ประเทศใดที่ครอบครองเทคโนโลยีแบตเตอรี ก็จะครอบครองหัวใจของทุกอย่าง

เมื่อไม่กี่วันก่อน Professor Reinhard Baumann แห่ง Fraunhofer Research Institute for Electronic Nano System ณ เมือง Chemnitz ประเทศเยอรมัน ได้ออกมาให้ข่าวแก่สื่อมวลชนว่า ท่านได้พัฒนาแบตเตอรีที่สามารถพิมพ์ออกมาได้จากเครื่องพิมพ์ ก่อนหน้านี้ ทางทีมงานของ ดร. อดิสร เตือนตรานนท์ แห่ง MEMS Lab ของเนคเทค ก็เคยไปเยี่ยมชมศูนย์วิจัยของศาสตราจารย์ท่านนี้ ที่เมือง Chemnitz มาแล้ว เนื่องจากว่าขณะนี้ทางเนคเทค และศูนย์นาโนเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ร่วมมือกันจัดตั้งโรงงานต้นแบบทางด้าน Printed Electronics ซึ่งทางเราต้องการที่จะพัฒนาระบบการพิมพ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยเครื่องพิมพ์ต่างๆที่ใช้ในอุตสาหกรรมการพิมพ์ เนื่องจากแนวโน้มในอนาคตนั้น อิเล็กทรอนิกส์การพิมพ์ (Printed Electronics) จะกลายเป็นแพล็ตฟอร์มใหม่ในการผลิตสินค้า ประเทศไทยจึงควรเริ่มให้ความสนใจทางด้านนี้ครับ

แบตเตอรีแบนบางที่นำออกมาแสดงนี้ ใช้วิธีการพิมพ์สกรีน (Screen Printing) ตัวอุปรณ์มีขนาดแบนบาง ความหนาน้อยกว่ามิลลิเมตร หนักไม่ถึง 1 กรัม ให้ความดันไฟได้ 1.5 โวต์ แบตเตอรีแบบนี้เหมาะสำหรับจะพิมพ์ติดลงไปกับบัตรพวกสมาร์ทการ์ด การ์ดอวยพร หรือ กล่องใส่สินค้าต่างๆ เพื่อเป็นตัวให้พลังงานแก่อุปกรณ์แบนบางอย่าง RFID และ เซ็นเซอร์ต่างๆ

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 .......

Printed Electronics Asia 2009

วันนี้ผมนำการประชุมและนิทรรศการที่น่าสนใจมาฝากอีกงานหนึ่งครับ งานนี้มีชื่อว่า Printed Electronics ASIA 09 ซึ่งจะจัดระหว่างวันที่ 30 กันยายน - 1 ตุลาคม พ.ศ. 2552 นี้ที่กรุงโตเกียว บนเกาะญี่ปุ่น ซึ่งในงานประชุมและนิทรรศการครั้งนี้ เขาจะมาพูดคุยกันถึงเรื่องความก้าวหน้าในศาสตร์ของอิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ ตั้งแต่เรื่องของเทคโนโลยี ผลิตภัณฑ์ ไปจนถึงการตลาด ซึ่งจะครอบคลุมหัวข้อที่สนใจดังนี้

• Thin film and printed transistors and memory


• Flexible, printed and large area


• OLED displays and lighting


• E-paper Technologies: Rollable, reflective, low power and light weight displays


• Progress to lower cost, flexible, printed, lightweight


• Photovoltaics


• New electronic materials: conductors, semiconductors, rare material replacements, carbon based materials


• Technologies enabling the printing of electronics
  

สำหรับคนที่ชอบไปญี่ปุ่น การประชุมนี้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งครับ ไม่ต้องไปถึงอเมริกา แต่การประชุมนี้เป็นการประชุมที่เน้นอุตสาหกรรมนะครับ จึงไม่มีการเสนอ paper เหมือนการประชุมวิชาการ คนที่มาพูดส่วนใหญ่มาจากอุตสาหกรรมนะครับ

Bionic Contact Lens - จอแสดงผลแบบคอนแท็คเลนส์

สวัสดีปีใหม่ 2552 ครับท่านผู้อ่านทุกท่าน ขออำนาจของพระพุทธ พระธรรม พระสงฆ์ โปรดดลบันดาลให้ท่านผู้อ่านมีความสุขตลอดปีและตลอดไปนะครับ ผมก็จะทำหน้าที่นำเรื่องราว ข่าวคราวความก้าวหน้าในวงการวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ที่ล้ำๆ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อชีวิตอนาคตของพวกเรา มาเล่าให้ฟังเรื่อยๆครับ

วันนี้ผมขอต่อเนื่องเรื่องราวของ Bionics หรือ ศาสตร์แห่งอวัยวะกลมาเล่าต่ออีกครับ คราวนี้เป็นเรื่องของ Bionic Contact Lens หรือ จอแสดงผลแบบคอนแท็คเลนส์ ซึ่งเป็นคอนแท็คเลนส์ที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายใน เมื่อสวมใส่แล้วจะแสดงผลออกมาให้ผู้สวมใส่มองเห็นภาพที่สร้างขึ้นมา ลอยผสมอยู่กับภาพของวัตถุจริง ซึ่งเราอาจจะให้จอภาพเล็กๆนี้แสดงผลข้อมูลต่างๆ เช่น ขณะขับรถก็มีข้อมูลทิศทางต่างๆขึ้นมาช่วยเหลือ ทหารสามารถรับข้อมูลการรบต่างๆ เช่น เป้าหมาย กับระเบิด ทิศทางการยิง เป็นต้น ต้นแบบแรกที่ University of Washington สร้างขึ้นมานี้ใช้วิธีการทางนาโนในการประกอบเลนส์ที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของ LED (Light Emitting Diode) เพื่อใช้เปล่งแสงออกมาแสดงผล บนฐานรองพลาสติกซึ่งยืดหยุ่นได้ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพเพื่อไม่ให้ดวงตาของผู้สวมใส่เกิดการต่อต้าน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Babak Parviz ผู้ประดิษฐ์คอนแท็คเลนส์อัจฉริยะนี้กล่าวว่า "ต่อไปเราจะเพิ่มวงจรเพื่อทำให้มันสามารถส่งและรับข้อมูลไร้สายได้ครับ ผมหวังด้วยว่าเราจะสามารถทำให้เลนส์นี้ทำงานโดยการเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นวิทยุ และเซลล์สุริยะบนผิวเลนส์"

เรื่องเกี่ยวกับ Bionics เจ๋งๆ ยังมีอีกครับ ปีหน้าผมจะนำมาเล่าให้ฟังอีกเรื่อยๆ สลับกับเรื่องอื่นๆที่เป็นแนวโน้มใหม่ของโลกครับ ... สุขสันต์วันปีใหม่ครับ ................

Brain-on-a-Chip เมื่อสมองถูกนำไปอยู่บนชิพ

ในช่วง 4-5 ปีมานี้ เกิดกระแสบูมเป็นอย่างมากในเรื่องของ Lab-on-a-Chip หรือห้องปฏิบัติการบนชิพ ซึ่งได้ย่อส่วนของงานการตรวจวิเคราะห์โรค จากที่ต้องทำในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ขนาดใหญ่ ใช้เวลาหลายๆ วัน ให้มาอยู่บนชิพเล็กๆ ที่ย่อส่วนของเครื่องไม้เครื่องมือมาอยู่บนนั้น การตรวจบนชิพจะใช้เวลาระดับนาทีเท่านั้นเอง ในเมืองไทยก็มีการเห่อมาทำวิจัยเรื่องนี้กันเยอะครับ Lab-on-a-Chip เป็นศาสตร์ที่ทำให้เกิดการแต่งงานข้ามสาขากัน ระหว่าง วิศวกรรมไฟฟ้า (Electrical Engineering) กับ เคมี และ เทคนิคการแพทย์ แต่เรื่องที่ผมกำลังจะเล่าให้ฟังนี้จะเป็นกระแสที่ยิ่งใหญ่กว่าอีกครับ เพราะมันจะทำให้เกิดการข้ามสาขาระหว่างศาสตร์ของวิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล ชีวฟิสิกส์ ประสาทวิทยา และจิตวิทยา ครับ ศาสตร์ใหม่นี้เรียกว่า Brain-on-a-Chip ครับ

กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ได้เสนอของบประมาณในปี 2009 เพื่อดำเนินโครงการที่จะเพิ่มศักยภาพหุ่นยนต์ หรือ จักรกลรบต่างๆ ด้วยการนำเซลล์สมองมาทำงานร่วมกับไมโครชิพ เป็น Hybrid Electronics ที่มีส่วนของวงจรที่ไม่มีชิวิตกับวงจรของสิ่งมีชีวิตครับ โครงการนี้มีชื่อว่า SyNAPSE - Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics เขาได้จัด workshop เพื่อรวบรวมข้อเสนอโครงการต่างๆ จากนักวิจัยทั่วสหรัฐ โดยจะแจกทุนวิจัยให้แก่โครงการที่เข้าตาทหาร แล้วบริหารจัดการโครงการย่อยๆเหล่านั้น เพื่อนำไปสู่ "ชิพสมอง" ที่จะใช้ควบคุมหุ่นยนต์รบต่างๆ เพนตากอนต้องการนำชิพสมองนี้ไปใช้ในเพื่อทำการบินเครื่องบินสอดแนม หรือ หุ่นยนต์รบที่บินได้ แบบที่ไม่ต้องใช้มนุษย์ควบคุมอีกต่อไป หรือ เรือดำน้ำไร้มนุษย์ที่สามารถปฏิบัติภารกิจได้เองโดยไม่ต้องมีมนุษย์มาแทรกแซง ซึ่งถ้าจะทำเช่นนั้นได้ ไมโครชิพปัจจุบันก็ต้องมีฟังก์ชัน หรือ ความสามารถเหมือนสมองมนุษย์ ดังนั้นการปลูกเซลล์สมองบนไมโครชิพ เป็นอะไรที่จะช่วยทำให้วิสัยทัศน์ของเพนทากอนเป็นจริงได้ เห็นมั้ยครับว่าเรื่องราวใน ภาพยนตร์ Terminator นั้นกำลังจะเป็นจริงแล้วครับ .......

เนื่องจากงานวิจัยเหล่านี้เป็นของกลาโหม จึงไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบหลักจริยธรรมแต่อย่างใด อีกทั้งพวก NGO ก็ไม่กล้ามายุ่ง นักวิจัยเก่งๆ ที่กลัวเรื่องหลักจริยธรรมในการทำงานวิจัยด้านนี้จึงเข้าร่วมโครงการนี้เป็นจำนวนมากครับ วันหลังผมจะมาเล่าให้ฟังว่าโครงการย่อยๆ ต่างๆเหล่านั้นมีอะไรบ้างที่น่าสนใจ ......................

ยอดเทคโนโลยีในอีก 10 ปีข้างหน้า (ตอนที่ 1)

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 นี้เป็นเวลาที่บริษัท Google ครบรอบ 10 ปีแล้วล่ะครับ บริษัทมูลค่าหลายแสนล้านบาทที่เริ่มจากการมีสำนักงานตั้งอยู่ในโรงรถของเด็กชายที่ยังเรียนอยู่ในระดับปริญญาตรี 2 คนนี้สามารถผงาดมาเทียบชั้นบริษัทไมโครซอฟต์ได้ในเวลาเพียงแค่ 10 ปีเท่านั้น ทำให้วารสาร Nature ฉบับวันที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2551 ต้องตั้งคำถามว่า ถ้าเกิดต้องมองไปข้างหน้าอีกสัก 10 ปี หากจะมีบริษัทหรือเทคโนโลยีเด่นๆ เกิดขึ้นอีกสัก 10 อย่าง สิ่งนั้นน่าจะเป็นอะไร ซึ่งผมจะค่อยๆ ทยอยนำมาเล่านะครับ

Electronic Paper (e-Paper) หรือ กระดาษอิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์แสดงผลที่เลียนแบบการทำงานของกระดาษ ด้วยการใช้สนามไฟฟ้า บังคับให้ผงหมึกวิ่งไปอยู่ในที่ที่เราต้องการ บนพื้นผิวฐานรองที่บรรจุมันอยู่ ทำให้มันแสดงภาพหรือตัวหนังสือให้ผู้คนอ่านออกมาได้ กระดาษอิเล็กทรอนิกส์จริงๆแล้วตัววัสดุฐานรองไม่ใช่กระดาษหรอกครับ แต่เป็นพลาสติก ทำให้มันมีความยืดหยุ่นได้ โค้งงอได้ การทำงานของมันต่างจาก LCD ตรงที่ e-Paper นั้นอาศัยแสงธรรมชาติที่สะท้อนจากผงหมึกนำไฟฟ้า เข้าสู่ลูกตาของผู้มอง แต่ LCD อาศัยแสงจากฉากหลัง (Backlight) ผ่านชั้นผลึกที่ทำหน้าที่อนุญาตหรือไม่อนุญาตให้แสงผ่านออกมา e-Paper จึงไม่ต้องการแสงจากฉากหลัง อุปกรณ์แสดงผลที่ใช้เทคโนโลยีนี้จะประหยัดไฟมาก คือเมื่อมันแสดงผลหน้าไหนอยู่ เราก็สามารถปล่อยให้มันแสดงผลอยู่อย่างนั้นไปตลอดโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าอีกเลยก็ได้ การแสดงผลของมันเหมือนกระดาษมากครับ เทคโนโลยีนี้มีขายทั่วไปแล้ว บริษัทขายหนังสือทางเน็ตอย่าง Amazon ได้นำอุปกรณ์ที่มีชื่อว่า Amazon Kindle ออกมาขายในนามของ e-Book ครับ ซึ่งอุปกรณ์นี้สามารถใช้สั่งซื้อหนังสือมาอ่านออนไลน์บนตัวมันได้อย่างสะดวกสบาย

ภาพด้านล่าง: บริษัท Lunar Design ได้ใช้เทคโนโลยี e-Paper สร้างเสื้อที่สามารถแสดงผลได้ ซึ่งได้ให้นางแบบใส่เดินโชว์ในรถไฟฟ้าใต้ดิน ซึ่งเสื้อของเธอจะแสดงแผนที่รถไฟฟ้า

Printed Electronics - อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ (ตอนที่ 3)

ความสนใจในเรื่องของ Printed Electronics หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วิธีการพิมพ์เพื่อผลิตอุปกรณ์ออกมา กำลังได้รับความสนใจไปทั่วโลกครับ อีกหน่อยสื่อสิ่งพิมพ์จะไม่ใช่สิ่งที่อยู่เงียบๆ ทื่อๆ อีกต่อไปแล้วครับ แต่มันจะมีฟังก์ชันหน้าที่อื่นๆ เพิ่มเติมเข้ามา มีสีสัน มีความหวือหวา มีหัวคิด ตอบสนอง ต่อไปเราสามารถพิมพ์วงจรเซ็นเซอร์ วงจร RFID วงจรร้องเพลง ลงบนกล่องบรรจุภัณฑ์ไปพร้อมๆ กับการบรรจุสินค้าเลยครับ ผมจะทยอยนำความก้าวหน้าในศาสตร์ทางด้านนี้มาเล่าให้ฟังเรื่อยๆ ครับ

ในเดือนกันยายน 2551 นี้เอง นักวิจัยในประเทศโปรตุเกสได้ตีพิมพ์ผลงานในวารสาร IEEE Electron Device Letters ซึ่งสาธิตให้เห็นถึงการผลิตอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์บนกระดาษ ซึ่งจริงๆก่อนหน้านี้ก็มีการพิมพ์วงจรทรานซิสเตอร์บนกระดาษได้สำเร็จอยู่แล้ว แต่ว่างานครั้งนี้ไม่เหมือนงานอื่นๆ ก่อนหน้านี้ที่ใช้กระดาษเป็นแค่ฐานรอง แต่งานนี้ใช้กระดาษให้เป็นวัสดุทำงานเป็นวงจรด้วยเลย โดยให้กระดาษเป็นชั้นไดอิเล็คทริคคั่นระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ข้างของกระดาษ ผลจากการวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้า น่าตื่นเต้นมากที่พบว่ามันทำงานดีกว่าวงจรที่ทำจาก Amorphous Silicon อีกครับ ซึ่งก็อาจจะพัฒนาต่อให้มีความสามารถสูงได้อีก ตอนนี้วงการกระดาษ วงการสิ่งพิมพ์ และวงการอิเล็กทรอนิกส์ ต้องหันมาคุยกันให้มากขึ้นครับ .......

หน้าต่างรวมแสงให้เซลล์สุริยะ

คนส่วนใหญ่จะนึกถึงหลังคา เมื่อจะติดตั้ง Solar Cell ใช่ไหมครับ ทว่าอาคารสูงๆในเมืองทั้งหลายนั้นมีพื้นที่หลังคาน้อยมาก เมื่อเทียบกับพื้นที่ของผนังด้านข้างที่เป็นหน้าต่าง แต่การเอา Solar Cell มาแปะไว้ที่หน้าต่าง ก็จะบดบังทัศนียภาพ หมดโอกาสมองวิวไปเลย แต่นักวิจัยที่ MIT เขาพยายามจะทำให้หน้าต่างยังเป็นหน้าต่าง แต่มีความสามารถในการรวบรวมแสงมาให้แก่ Solar Cell ที่ติดตั้งอยู่ด้านข้าง ไม่ได้ติดบนหน้าต่างโดยตรง ผลการศึกษาครั้งนี้รายงานในวารสาร Science ฉบับวันที่ 11 July 2008 Vol. 321 หน้า 226 นักวิจัยได้ใช้สีย้อมอินทรีย์ (Organic Dye) ฉาบไว้ที่กระจกหน้าต่าง เมื่อแสงอาฑิตย์ตกกระทบที่กระจกหน้าต่าง สีย้อมจะดูดกลืนแสงเอาไว้ แล้วคายแสงนั้นออกมาในกระจก กระจกจะพาแสงไปออกที่ด้านข้างของกระจก (แทนที่จะปล่อยออกมาฝั่งตรงข้ามเหมือนกระจกธรรมดาทั่วไป) กระจกที่เคลือบสีย้อมดังกล่าวก็เลยทำหน้าที่รวบรวมแสง (Solar Concentrator) มาไว้ด้านข้างกระจก ซึ่งก็ทำให้เราสามารถนำ Solar Cell มาติดที่ข้างกระจก ซึ่งก็จะใช้พื้นที่ของ Solar Cell น้อยลง ทำให้ประหยัดต้นทุนค่า Solar Cell ไปได้เยอะเลย อย่างไรก็ตาม ตอนนี้สีย้อมดังกล่าวมีประสิทธิภาพสูงในการเก็บแสงช่วงอินฟราเรด แต่ความสามารถในการเก็บแสงในช่วงที่มองเห็นได้นั้น ยังไม่สูงนัก แต่ในอนาคตประสิทธิภาพนี้จะสามารถทำให้เพิ่มสูงได้ เนื่องจากสีย้อมมีหลากหลายสี ทำให้เราสามารถทำกระจกหน้าต่างแฟนซี หรือแนวบูติคได้ ซึ่งก็จะทำให้คนอยากใช้ Solar Cell มากขึ้น

Printed Electronics - อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ (ตอนที่ 2)

วิธีการสร้างฟิล์มบางของโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กบนแผ่นพลาสติกที่ดีที่สุดคือ การเคลือบด้วยไอระเหย (vapor deposition) โดยการให้ความร้อนแก่สารประกอบเกิดเป็นไอระเหยและลอยไปเคลือบบนแผ่นฐาน (substrate) ที่เป็นพลาสติกในสภาวะสูญญากาศ ซึ่งเทคนิคการเคลือบแบบนี้เป็นวิธีการเดียวกันกับการเคลือบถุงขนมคบเคี้ยวเพื่อป้องกันการแพร่ผ่านของออกซิเจนเข้ามาภายใน นอกจากนี้ยังมีเทคนิคอื่นๆ อีก เช่น การ spin coating โดยการหยดสารเคมีที่เป็นของเหลวลงบนจานหมุนและอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ทำให้สารเคมีแผ่ออกเป็นฟิล์มบางและสามารถนำไปทำขั้นตอนอื่นต่อไป แต่ปัญหาหนึ่งที่พบในปัจจุบันคือ การขาดแคลนตัวทำละลายของสารอินทรีย์ที่ใช้งานง่าย เช่น polyethylenedioxythiophene หรือเรียกอย่างย่อว่า PEDOT จะละลายในตัวทำละลายที่เป็นกรดจึงทำให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนเมื่อนำไปใช้งานจริง จึงมีการค้นคว้าวิจัยหา PEDOT แบบใหม่ที่สามารถละลายในตัวทำลายที่ไม่กัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถเกิด cross-link กลายเป็นสภาวะแข็งตัวได้เมื่อโดนฉายด้วยแสง ultraviolet หรือ UV ทำให้เหมาะกับการสร้างลวดลายบนพลาสติกด้วยเทคนิคการฉายด้วยแสง (photolithography) แบบเดียวกันกับที่ใช้ในการสร้างชิปด้วยซิลิคอน


นอกจากนี้มันยังสามารถใช้เทคนิคการพิมพ์ด้วยหมึกแบบ inkjet คล้ายกับการพิมพ์ภาพทั่วไปแต่แทนที่จะพ่นหมึกสีลงบนกระดาษ แต่กลับกลายเป็นโพลิเมอร์นำไฟฟ้าจะถูกพ่นลงบนแผ่นพลาสติก วิธีการนี้ทำให้เราสามารถผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์และผลิตอุปกรณ์ได้ในราคาถูกมาก หลายบริษัทต่างพยายามที่จะใช้วิธีการนี้ในการสร้างวงจร เช่น Palo Alto Research Center (PARC) ได้ประสบความสำเร็จในการแสดงสาธิตวงจรทรานซิสเตอร์แบบพลาสติกที่สร้างด้วยเทคนิคการพิมพ์แบบ inkjet สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก ถึงแม้ว่ามันจะมีขนาดที่ใหญ่กว่าทรานซิสเตอร์แบบซิลิคอนและทำงานช้ากว่ามาก แต่กินไฟน้อยกว่ามาก ปัจจุบันบริษัท Dow, Motorola และ Xerox ได้ร่วมมือกันพัฒนาหมึกโพลิเมอร์และการผลิตวงจรด้วยการพิมพ์ เช่นเดียวกันกับบริษัท Dupont และ Lucent Technologies ก็มุ่งพัฒนาในทิศทางเดียวกัน ในปี ค.ศ. 2003 บริษัท Plastic Logic ได้สาธิตจอภาพแสดงผลแบบ matrix ที่สร้างด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติกสำเร็จเป็นแห่งแรกของโลก ซึ่งมีขนาดเพียง 63x48 จุด และมีการพัฒนาให้มีขนาดใหญ่มากขึ้นและใช้พลาสติกเป็นแผ่นฐานรองเพื่อพัฒนาเป็นจอภาพแบบโค้งงอได้ต่อไป

Printed Electronics - อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ (ตอนที่ 1)

Printed Electronics เป็นอิเล็กทรอนิกส์แนวใหม่ที่ใช้การสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยกระบวนการพิมพ์หมึก หรือโพลิเมอร์ที่นำไฟฟ้า ลงบนลายวงจรด้วยเทคนิคการพิมพ์ ไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์แบบออฟเซ็ต (offset) หรือแบบอิงค์เจ็ต (inkjet) การสร้างชิปวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่นี้ทำให้เราสามารถสร้างสรรค์การใช้งานแบบใหม่ๆ ที่ชิปอิเล็กทรอนิกส์แบบ CMOS ไม่สามารถทำได้ เช่น RFID ที่มีราคาถูกสามารถใช้แล้วทิ้งได้ จอภาพแบบใหม่ที่สามารถโค้งงอหรือม้วนได้ เซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถพิมพ์ลงบนหลังคาหรือพนังได้โดยตรง


ในอดีตไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างด้วยการพิมพ์ลงบนแผ่นพลาสติกเป็นเพียงความหวังและความคิดเชิงทฤษฎี และมีเพียงต้นแบบที่สามารถทำได้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ในปัจจุบันชิปอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติกถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสร้างจอภาพขนาดเล็กที่เรียกว่า OLED หรือ Organic Light Emitting Diode ซึ่งนำไปใช้ในกล้องดิจิทัลหรือโทรศัพท์มือถือทำให้ได้ภาพที่คมชัด มีสีสันงดงามและประหยัดไฟ การสร้างวงจรกำเนิดเสียงติดบนการ์ดอวยพรซึ่งมีราคาถูกมากและกินไฟน้อยมาก และเริ่มนำมาใช้พิมพ์วงจร RFID บนสติกเกอร์ใช้ติดบนกล่องพัสดุ ซึ่งมีราคาถูกกว่าชิปแบบซิลิคอนหลายเท่าตัว จึงทำให้ผู้ใช้งานมีแรงจูงใจที่จะเปลี่ยนมาใช้ชิปแบบใหม่ ในอนาคตอันใกล้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติกจะทำให้เราสร้างจอภาพขนาดใหญ่ขึ้น บางลง กินไฟน้อยลงและต้นทุนถูกลงได้ จอโทรทัศน์แบบแบน (flat screen TV) ที่สร้างบนพลาสติกจึงมีความเป็นไปได้สูง และเปิดแนวคิดใหม่ของการโฆษณากลางแจ้ง จอโค้งงอได้ทำให้สามารถนำไปพันรอบเสาเพื่อแสดงภาพโฆษณาได้ นอกจากนี้บรรจุภัณฑ์ที่สามารถแสดงข้อมูลเหมือนจอภาพบนกล่องหรือหีบห่อ ซึ่งอาจจะเป็นโฆษณาสินค้า บอกข้อมูลสินค้าหรือส่งข้อมูลไปยังสต็อกสินค้า เรียกว่า บรรจุภัณฑ์ฉลาด (smart package) ก็อาจจะปฏิวัติอุตสาหกรรมการค้าส่งและค้าปลีก (retail industry) ดังนั้นอุตสาหกรรมพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นที่น่าสนใจและมีการลงทุนสูงมากในหลายประเทศทั้งในทวีปอเมริกา ยุโรปและเอเชีย


พลาสติกนอกจากจะมีคุณสมบัติที่เรารู้จักกันดีว่ามันแข็งแรง ทนทาน น้ำหนักเบา โค้งงอได้ ยืดหยุ่นได้ดี และมีราคาถูกแล้ว ยังมีอีกคุณสมบัติหนึ่งที่เราเพิ่งค้นพบในช่วงเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมา นั่นคือ คุณสมบัตินำไฟฟ้าและมีคุณสมบัติเหมือนสารกึ่งตัวนำ สามารถใช้สร้างเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้เหมือนกับวัสดุซิลิคอนที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน การใช้โมเลกุลของสารอินทรีย์ (organic molecule) เพื่อเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กำลังกลายเป็นแนวโน้มใหม่ของวงจรในชิปอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โมเลกุลที่เรารู้จักคุ้นเคยมากที่สุดคือ จอภาพแบบคริสตัลเหลว (Liquid Crystal Display หรือ LCD) แต่แนวโน้มในอนาคตนั้น เราจะสามารถใช้โมเลกุลที่เล็กในระดับนาโนเมตรมาสร้างหน่วยพื้นฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กและประสิทธิภาพสูงกว่าเดิมหลายเท่าตัว ประโยชน์ของการใช้ทรานซิสเตอร์แบบอินทรีย์ (organic transistor) ที่เหนือกว่าซิลิคอน ก็คือ ความง่ายในการสร้างชิป (fabrication) ซึ่งการสร้างชิปวงจรอินทรีย์บนพลาสติกทำได้ง่ายกว่าซิลิกอน โดยมีต้นทุนที่ถูกกว่า ไม่ต้องอาศัยการควบคุมสภาวะที่ยุ่งยาก และมีแนวโน้มที่จะสามารถสร้างด้วยการพิมพ์แบบเป็นม้วนต่อม้วน (Roll-to-roll) ซึ่งจะทำให้สร้างได้ในปริมาณมากและมีราคาถูก

Interactive Fabrics - อาภรณ์อันตรกริยา (ตอนที่ 1)

-

เมื่อประมาณสัก 2-3 อาฑิตย์ที่ผ่านมานั้น บริษัทฟิลิปส์ได้นำเสื้อที่สามารถเปล่งแสงได้ (Light-emitting Clothe) มาแสดงในประเทศไทย ซึ่งเป็นเทคโนโลยีด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ หรือ Wearable Electronics ซึ่งบริษัทฟิลิปส์ทุ่มเทพัฒนามาเป็นเวลาหลายปี น่าเสียดายที่บริษัทฟิลิปส์ที่เป็นบริษัทลูกในประเทศไทย ไม่ได้ทำการประชาสัมพันธ์ในเรื่องนี้ รวมทั้งมีความรู้และให้ความสำคัญต่อเรื่องดังกล่าวน้อยมาก ผิดกับบริษัทฮอนด้าที่นำเอาหุ่นยนต์น่ารักอย่างอาซิโม ออกแสดงอย่างครึกโครมจนเป็นที่รู้จักกันทั้งประเทศ น่าเสียดายที่บริษัทแม่ของฟิลิปส์ได้นำเอาเสื้อเปล่งแสงต้นแบบตัวดังกล่าวกลับไปแล้ว โดยส่งผลกระทบต่อสังคมผู้ประกอบการไทยทางด้านสิ่งทอน้อยมาก เรียกว่าแทบจะไม่มีใครในวงการสิ่งทอไทยรู้ถึงการมาของมัน และแทบจะไม่รู้เลยว่าโอกาสในการเป็นฮับทางด้านสิ่งทอแนวใหม่นั้นได้หลุดลอยไปพร้อมๆกันด้วย

ความฝันที่จะทำให้สิ่งทอ ซึ่งเป็นวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ที่ไร้หัวคิด ให้มีความฉลาดและตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมรอบๆมัน และต่อผู้สวมใส่ มีฟังก์ชันมากกว่าแค่เป็นอาภรณ์ปกปิดร่างกาย เริ่มเป็นจริงเมื่อเร็วๆ นี้ โดยนักวิจัยทั่วโลกพยายามทำวิจัยอย่างขมักเขม้นเพื่อใส่ฟังก์ชันอิเล็กทรอนิกส์เข้าไปในเสื้อผ้า นักวิจัยที่ MIT ได้นำเส้นด้ายนำไฟฟ้าถักทอเข้าไปในเนื้อผ้า ทำให้เสื้อผ้ามีวงจรไฟฟ้า มีการออกแบบสิ่งทอนวัตกรรมหลายชิ้น เช่น หมอนแสดงความรู้สึก คีย์บอร์ดผ้า ซึ่งสามารถซักรีดได้ตามปกติ เมื่อ 2-3 ปีก่อน ฟิลิปส์ได้ออกจำหน่ายเสื้อแจ็คเก็ตสำหรับเล่นสกี ซึ่งติด GPS และเครื่องมือเตือนภัย ซึ่งสามารถติดตามหากเกิดการพลัดหลงหรือเกิดอุบัติเหตุ นอกจากนั้นฟิลิปส์ยังพัฒนาเสื้อตรวจสุขภาพที่สามารถติดตาม และวิเคราะห์สถานภาพทางด้านสุขภาพของผู้สวมใส่ เรื่องนี้ผมจะทยอยมาเล่าให้ฟังนะครับ ...... เป็นที่น่ายินดีที่ประเทศไทยอาจไม่ตกรถไฟในเรื่องนี้ เพราะ NECTEC กำลังให้ความสนใจ และเริ่มตั้งเครือข่ายเพื่อพัฒนาผู้ประกอบการและผลิตภัณฑ์ทางด้าน Electronic Textile เร็วๆ นี้ครับ .............

Plastic Electronics กับประเทศไทย - ตอนที่ 4

พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์เป็นความหวังของการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยการพิมพ์ โมเลกุลหรือโพลิเมอร์ที่นำไฟฟ้าลงเป็นลายวงจร ด้วยเทคนิคการพิมพ์ในปัจจุบันไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์แบบออฟเซ็ต (offset) หรือแบบอิงค์เจ็ต (inkjet) การสร้างชิปวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่นี้ ทำให้เราสามารถสร้างสรรค์การใช้งานแบบใหม่ๆ ที่ชิปอิเล็กทรอนิกส์แบบ CMOS ไม่สามารถทำได้ เช่น RFID ที่มีราคาถูกสามารถใช้แล้วทิ้งได้ จอภาพแบบใหม่ที่สามารถโค้งงอหรือม้วนได้ เซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถพิมพ์ลงบนหลังคาหรือพนังได้โดยตรง

ในอดีตไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างด้วยการพิมพ์ลงบนแผ่นพลาสติกเป็นเพียงความหวังและความคิดเชิงทฤษฎี และมีเพียงต้นแบบที่สามารถทำได้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ในปัจจุบันชิปอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติก ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสร้างจอภาพขนาดเล็กที่เรียกว่า OLED หรือ Organic Light Emitting Diode ซึ่งนำไปใช้ในกล้องดิจิตอลหรือโทรศัพท์มือถือทำให้ได้ภาพที่คมชัด มีสีสรรงดงามและประหยัดไฟ การสร้างวงจรกำเนิดเสียงติดบนการ์ดอวยพรซึ่งมีราคาถูกมากและกินไฟน้อยมาก และเริ่มนำมาใช้พิมพ์วงจร RFID บนสติกเกอร์ใช้ติดบนกล่องพัสดุ ซึ่งมีราคาถูกกว่าชิปแบบซิลิคอนหลายเท่าตัว จึงทำให้ผู้ใช้งานมีแรงจูงใจที่จะเปลี่ยนมาใช้ชิปแบบใหม่ แต่ในอนาคตอันใกล้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติกจะทำให้เราสร้างจอภาพขนาดใหญ่ขึ้น บางลง กินไฟน้อยลงและต้นทุนถูกลงได้ จอโทรทัศน์แบบแบน (flat screen TV) ที่สร้างบนพลาสติกจึงมีความเป็นไปได้สูงและเปิดแนวคิดใหม่ของการโฆษณากลางแจ้ง จอโค้งงอได้ทำให้สามารถนำไปพันรอบเสาเพื่อแสดงภาพโฆษณาได้ นอกจากนี้บรรจุภัณฑ์ที่สามารถแสดงข้อมูลเหมือนจอภาพบนกล่องหรือหีบห่อ ซึ่งอาจจะเป็นโฆษณาสินค้า บอกข้อมูลสินค้าหรือส่งข้อมูลไปยังสต็อกสินค้า เรียกว่า บรรจุภัณฑ์ฉลาด (smart package) ก็อาจจะปฏิวัติอุตสาหกรรมการค้าส่งและค้าปลีก (retail industry) ดังนั้นอุตสาหกรรมพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นที่น่าสนใจและมีการลงทุนสูงมากในหลายประเทศทั้งในทวีปอเมริกา ยุโรปและเอเชีย

Plastic Electronics กับประเทศไทย - ตอนที่ 3

เมื่ออุตสาหกรรมพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์เติบโตเต็มที่แล้ว มันจะมีคุณูปการต่ออุตสาหกรรมอื่นๆ อย่างมหาศาล ตั้งแต่เรื่องการผลิตวัสดุเพื่อนำมาใช้เป็นฐานรองหรือวงจร เครื่องจักรและเครื่องมือในการผลิต ไปจนถึงการประกอบอุปกรณ์และพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่างๆ อุตสาหกรรมที่เคยมีทีท่าว่ากำลังจะซบเซาลง เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมการพิมพ์ จะได้รับอานิสงส์ ทำให้ฟื้นตัวกลับมาคึกคักขึ้นอีกครั้งหนึ่ง

จากการวิเคราะห์สถานภาพการพัฒนาเทคโนโลยีพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ของโลกในขณะนี้ ห่วงโซ่อุปทานที่เกี่ยวข้องน่าจะประกอบด้วยอุตสาหกรรมต่อไปนี้

• อุตสาหกรรมต้นน้ำ ได้แก่ ผู้ผลิตวัสดุต้นทาง สารเคมี พลาสติกแผ่นรองวงจร พลาสติกนำไฟฟ้า อนุภาคนาโน
• อุตสาหกรรมกลางน้ำ ได้แก่ผู้ประกอบวงจรด้วยเทคนิคต่างๆ อุตสาหกรรมการพิมพ์ อุตสาหกรรมออกแบบวงจร
• อุตสาหกรรมปลายน้ำ ได้แก่อุตสาหกรรมผลิตสินค้า ผลิตภัณฑ์พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ ประเภทต่างๆ เช่น RFID, display, lighting, memory, circuit, solar cell, plastic batteries, sensor, edible electronics
• อุตสาหกรรมระดับผู้บริโภค ได้แก่ บรรจุภัณฑ์ (smart packaging), บันเทิง (visual, toy, greeting cards, disposable electronics), แฟชั่น (smart textile), สื่อสาร (mobile), เฟอร์นิเจอร์/ก่อสร้าง (lighting, electronic wallpaper, smart home), สิ่งพิมพ์ (E-paper)

Plastic Electronics กับประเทศไทย - ตอนที่ 2

ปัจจุบันตลาดของอินทรีย์อิเล็กทรอนิกส์ มีจอแสดงผล OLED เป็นผลิตภัณฑ์หลักที่ได้รับความนิยมและเป็นตัวขับเคลื่อนอุตสาหกรรมนี้ ทั้งนี้เพราะจอแสดงผล OLED (Organic Light Emitting Diodes) สามารถนำมาใช้งานกับผลิตภัณฑ์ประเภทต่างๆ ได้มากมายไม่ว่าจะเป็น โทรทัศน์ โทรศัพท์เคลื่อนที่ กล้องถ่ายรูป เป็นต้น อีกทั้งจอแสดงผล OLED มีคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นได้คือ เมื่อทำจอตกจะไม่แตก นอกจากนี้ยังประหยัดพลังงานอีกด้วย แต่ในอนาคตตั้งแต่ปี พ.ศ.2555 (ค.ศ.2012) เป็นต้นไป ทางประธานสมาคม Organic Electronics Association มีความเห็นว่า ผลิตภัณฑ์ประเภทอื่นๆ จะเข้ามาสู่ตลาดแทนที่จอแสดงผล OLED เช่น ผลิตภัณฑ์ประเภท Logic, Memory และ OLED-lighting


โดยการพยากรณ์มูลค่าตลาดของอุตสาหกรรมพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ในปี พ.ศ.2553 (ค.ศ.2010) พบว่า จะมีมูลค่าตลาดถึง 4.75 พันล้านเหรียญสหรัฐ ซึ่งแนวโน้มการใช้งานเทคโนโลยีพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ในตลาดโลกสำหรับปีดังกล่าว จะมีรายละเอียดดังนี้

1. OLED Displays and Lightings มีแนวโน้มการใช้งานสูงที่สุดเนื่องจากเป็นผลต่อเนื่องของการเจริญเติบโตของตลาดจอแสดงผล OLED โดยมีสัดส่วนคิดเป็นร้อยละ 57
2. Non-emissive displays มีสัดส่วนคิดเป็นร้อยละ 12
3. Sensors คิดเป็นสัดส่วนร้อยละ 11
4. Logic/ Memory คิดเป็นร้อยละ 8
5. Photovoltaics คิดเป็นร้อยละ 7
6. อื่นๆ มีสัดส่วนคิดเป็นร้อยละ 5

ในขณะที่อีก 10 ปีข้างหน้าหรือ ปี พ.ศ.2563 (ค.ศ.2020) บริษัทวิจัย IDTechEx ได้คาดการณ์ว่าแนวโน้มการใช้งานเทคโนโลยีพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์จะเริ่มเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งมีความคิดเห็นไปในทิศทางเดียวกันกับประธานสมาคม Organic Electronics Association ที่ว่า Logic/Memory จะเข้ามาแทนที่จอแสดงผล OLED โดยในปีนั้น Logic/Memory จะเข้ามามีสัดส่วนที่สูงที่สุดของตลาดพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ของโลก คิดเป็นร้อยละ 32 หรือมีมูลค่า30 พันล้านเหรียญสหรัฐ รองลงมาเป็น Display คิดเป็นร้อยละ 20 หรือมีมูลค่า 20 พันล้านเหรียญสหรัฐ และผลิตภัณฑ์ประเภท Power มีมูลค่า 15.2 พันล้านเหรียญสหรัฐหรือคิดเป็นร้อยละ 16 ทั้งนี้มูลค่าตลาดทั้งหมดของอุตสาหกรรมพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ในปีนั้นจะมีมูลค่าถึง 96 พันล้านเหรียญสหรัฐ

(ภาพด้านบน - แบตเตอรีพลาสติกยืดหยุ่นได้ ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่น)

Plastic Electronics กับประเทศไทย - ตอนที่ 1

จากข้อมูลของวิกิพีเดีย ได้ให้นิยามความหมายของพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปไว้ดังนี้ “Organic electronics, or plastic electronics, is a branch of electronics that deals with conductive polymers, plastics, or small molecules. It is called 'organic' electronics because the polymers and small molecules are carbon-based, like the molecules of living things. This is as opposed to traditional electronics which relies on inorganic conductors such as copper or silicon.”

พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ (plastic electronics: PE) หรืออิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ (organic electronics) ซึ่งบางครั้งอาจเรียกชื่อเป็นอย่างอื่น เช่น printed electronics หรือ printable electronics หรือ flexible electronics พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์เป็นสาขาหนึ่งของอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ทำมาจาก organic polymer/ conductive polymer หรือ conductive plastic โดยใช้วัสดุที่เป็นคาร์บอนเป็นพื้นฐาน (carbon-based) ซึ่งเป็นอีกแนวทางที่แตกต่างจากซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์ โดยพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จากผลการวิจัยของ บริษัท IDTechEx ได้ประมาณการว่ามูลค่าของตลาด พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์ โดยรวมจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.18 พันล้านเหรียญสหรัฐ ในปี พ.ศ.2550 (ค.ศ.2007) หรือมีการขยายตัวเพิ่มขึ้นร้อยละ 18 จากปีก่อน และในปี พ.ศ.2555 (ค.ศ.2012) จะมีมูลค่าเพิ่มสูงขึ้นเป็น 13 พันล้านเหรียญสหรัฐ สำหรับในอีก 10 ปีข้างหน้าหรือ ปี พ.ศ.2560 (ค.ศ.2017) มูลค่าตลาดพลาสติกอิเล็กทรอนิกส์จะเพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดเป็น 48.2 พันล้านเหรียญสหรัฐ ส่วนในอีก 20 ปีข้างหน้าหรือ ปี พ.ศ.2570 (ค.ศ.2027) มีการคาดการณ์ว่า มูลค่าตลาดจะเพิ่มมากกว่า 300 พันล้านเหรียญสหรัฐ

(ภาพบน - Plastic Electronics เป็นอุตสาหกรรมใหม่ที่กำลังอยู่ช่วงหัวของ S-curve ประเทศไทยยังมีโอกาส)