นาโนเทคโนโลยีคืออะไร ?
คำว่า”นาโนเทคโนโลยี” เพิ่งจะเป็นที่รู้จักแพร่หลายเสมือนเป็นคำที่ใหม่ แต่ผู้ที่จุดประกายให้วิสัยทัศน์ของนาโนเทคโนโลยี คือ ศาสตราจารย์ริชาร์ด ฟายน์แมน (Richard Feynman) ได้กล่าวบรรยายเรื่อง There is Plenty of Room at the Bottom ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เมื่อปี พ.ศ. 2502 ว่า “สักวันหนึ่งเราจะสามารถประกอบและผลิตสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอมด้วยความแม่นยำและเท่าที่ข้าพเจ้ารู้ ไม่มีกฎทางฟิสิกส์ใด ๆ แม้แต่หลักแห่งความไม่แน่นอนที่จะมาขัดขวางความเป็นไปได้นี้” ซึ่งต่อมาในปี พ.ศ. 2507 ท่านได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ ซึ่งจากคำกล่าวนี้ชี้นำความคิดแก่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกให้หันมาสนใจสิ่งที่มีชีวิตขนาดเล็กแทนการศึกษาสิ่งที่มีขนาดใหญ่ โดยการยกตัวอย่างเซลล์ขนาดเล็กของสิ่งมีชีวิตที่สามารถทำงานได้อย่างมหัศจรรย์ และได้เสนอแนวความคิดในการพิจารณาความเป็นไปได้ที่ของที่มีขนาดเล็กยังต้องการคำอธิบายในเชิงวิทยาศาสตร์ และมีแนวโน้มที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้
นาโนเทคโนโลยีเป็นเทคโนโลยีของวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ที่เอาไปใช้ประโยชน์ในการออกแบบเพื่อประดิษฐ์วัสดุหรือผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ การสังเคราะห์วัสดุที่มีข้อด้อยลดลง การตรวจวิเคราะห์และวินิจฉัยที่มีความละเอียดแม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับวัสดุหรือสิ่งของที่เล็กมากอยู่ในระดับนาโนเมตร ซึ่งนาโนเทคโนโลยีจะให้ความสำคัญแก่กระบวนการเตรียมหรือการใช้เทคโนโลยีในช่วงแรก โดยเริ่มจากการควบคุมแค่ละโมเลกุลหรืออะตอมที่ส่งผลต่อการประกอบหรือการรวมตัวกันทำให้เกิดเป็นสารที่มีขนาดใหญ่ ทำให้นาโนเทคโนโลยีมีความพิเศษ คือ มีความเฉพาะเจาะจง สามารถควบคุมการทำงานของสารที่สร้างขึ้นได้ทั้งในด้านเคมีและฟิสิกส์อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหน่วยนาโนเมตร(nanometer) ที่ใช้สัญลักษณ์ตัวย่อ nm เป็นหน่วยของระบบ SI ซึ่งที่คุ้นเคยกันดีคือ ระดับเซนติเมตรและเมตร ซึ่ง 1 นาโนเมตร คือความยาว 1 ในสิบล้านของเซนติเมตร (10-7 เซนติเมตร) หรือ ในพันล้านของเมตร (10-9 เมตร) เมื่อเปรียบเทียบกับส่วนประกอบในร่างกายที่มีขนาดเล็ก เช่น โมเลกุลของดีเอ็นเอ มีความกว้าง 2.5 นาโนเมตร ซึ่งขนาด 1 นาโนเมตร คือ ขนาดของอะตอมที่มีความเล็กกว่าเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ถึงแปดหมื่นเท่า แม้ว่าในปัจจุบันไม่มีกฎเกณฑ์ตายตัวที่ระบุช่วงความยาวเท่าใดว่าจัดเป็นนาโนเทคโนโลยี แต่เป็นที่ยอมรับกันว่า สิ่งที่มีขนาดในช่วง 1 นาโนเมตร ถึง 100 นาโนเมตร จัดว่าเป็นนาโนเทคโนโลยีเกือบทั้งสิ้น
นาโน (nano) คืออะไร?
นาโน คือ รากศัพท์มาจากภาษากรีก หมายถึง “แคระ”
นาโนเมตร (nanometer) หมายถึงอะไร?
นาโน เป็นคำที่เติมหน้าหน่วยในงานด้านวิทยาศาสตร์ หมายถึง 1 ส่วนใน 1,000 ล้านส่วน(10-9)
ดังนั้น นาโนเมตร จึงหมายถึง 10-9 เมตร
ความหมายของนาโนเทคโนโลยี
นาโนเทคโนโลยี เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้าง หรือการสังเคราะห์วัสดุอุปกรณ์ เครื่องจักร หรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ ในระดับนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุหรืออุปกรณ์มีคุณสมบัติพิเศษขึ้น และสามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้
คุณค่าจากไทเทเนียมไดออกไซด์รูปแบบนาโน
1. ความชำนิชำนาญในการขัดขวางแบคทีเรีย : ไทเทเนียมไดออกไซด์ไม่ก็แค่กำจัดแบคทีเรียได้เท่านั้น ถึงกระนั้นยังช่วยในการสลายซากของตัวเองด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เป็นสารเร่งปฏิกิริยาด้วยความสว่างนั้น มีสมรรถนะสูงกว่าสารขัดขวางแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ด้วยเหตุที่ปฏิกิริยาจะดำเนินกิจการเมื่อมีเซลล์บักเตรีสัมผัสกับผิว หรือเมื่อบักเตรีแพร่ไปไปบนผิว นอกจากนี้สารพิษที่ก่อกำเนิดจากการสลายเซลล์ก็จะถูกกำจัดจากการเร่งปฏิกิริยาด้วยความสว่างมาจากไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วย พร้อมกับที่สำคัญไทเทเนียมไดออกไซด์จะไม่มีการเสื่อมสมรรถนะหลังจากที่ทำลายเชื้อบักเตรี ทำเอามีสมรรถนะการใช้งานที่นาน
2. ความสามารถเฉพาะด้านการกำจัดกลิ่น : ด้านการขจัดกลิ่น อนุภาคไฮดรอกซีที่เกิดจากไทเทเนียมไดออกไซด์ สามารถขจัดโมเลกุลของ สารอินทรีย์ ที่ระเหยอยู่ใน อันเป็นต้นเหตุของกลิ่นไม่พึงประสงค์ได้ โดยการล้มล้างพันธะระหว่างโมเลกุลของสารพวกนั้น ด้วยกลอุบายนี้จะทำเอาสารอินทรีย์ที่ระเหยอยู่ในอากาศสลายออกเป็นโมเลกุลโดดเดี่ยวจึงไม่สามารถทำร้าย หรือส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ได้ นอกจากนี้ยังมีสมรรถนะในการฟอกภูมิอากาศให้สะอาด โดยการปราบโมเลกุลของสารที่ทำเอาเกิดกลิ่นไม่พึงประสงค์อาทิเช่น กลิ่นบุหรี่ กลิ่นยาสูบ สารกลุ่ม ฟอร์มอดีไฮด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ยูรีน กลิ่นอุจจาระ น้ำมันเชื้อเพลิง พร้อมด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอีกหลายแบบในอากาศ ไทเทเนียม
3. ศักยภาพในการฟอกอากาศ : ไทเทเนียมไดออกไซด์ ที่โดนเร่งปฏิกิริยาด้วยความสว่างจะสามารถเขี่ยสารที่ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศได้ ราว สารประกอบไนโตรเจนออกไซด์ ควันบุหรี่ รวมถึงสารระเหยต่างๆ ที่ออกมาจากอาคาร รวมถึงโครงสร้างของตึกได้ นอกจากนี้ยังช่วยรักษาเขม่า พร้อมด้วยคราบดำต่างๆ ที่จะเกาะกุมผนังบ้าน รวมถึงช่วยกวาดล้างสารพวกที่สลายชั้นบรรยากาศ ราว ก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) พร้อมด้วยก๊าซเรือนกระจกกลุ่มอื่น รวมถึงก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ พร้อมด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ทั้งทางตรง พร้อมด้วยทางอ้อมหากได้รับการกระตุ้นเร้าด้วยแสง ในบริเวณที่มีมลพิษสูง
4. สามารถคุ้มกันการเกิดหยดน้ำ พร้อมด้วยรอยสกปรกต่างๆ รวมถึงทำให้เกิดสมบัติการชำระล้างตนเอง : ผนังข้างนอกของอาคารที่ถูกปกคลุมด้วยรอยสกปรกเขม่าจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ที่มีส่วนผสมเป็นน้ำมัน เมื่อผนังตึกถูกทาด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งมีสมบัติการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง จะทำเอาผนังมีคุณสมบัติในการชำระล้างตนเอง โดยเมื่อถูกกระตุ้นเร้าด้วยแสงสว่าง ไทเทเนียมไดออกไซด์จะสลายสารประกอบไฮโดรคาร์บอน รวมถึงฝุ่นละอองต่างๆ ที่ติดตามอยู่กับผนัง พร้อมด้วยจะถูกชำระล้างออกจากผนังแบบง่ายได้เมื่อฝนลงเม็ดลงมา ทำเอาผนังตึกดูสะอาดพร้อมด้วยใหม่อยู่เสมอ
5. ความสามารถในการจัดทำน้ำสะอาด : สารเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง(ไทเทเนียมไดออกไซด์) รวมกับ รังสีอุลตร้าไวโอเลต สามารถกำจัดสารอินทรีย์ที่ก่อมลพิษให้เปลี่ยนแปลงเป็นสารที่ปลอดภัยได้ ราว ทำเอาเปลี่ยนแปลงเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พร้อมด้วยน้ำ รวมถึงมีคุณสมบัติในการขัดขวางแบคทีเรีย Technologyนี้มีสมรรถนะสูงในการทำลายสารอินทรีย์อันตราย พร้อมด้วยช่วยฆ่าบักเตรีหลายประเภทรวมถึงเชื้อไวรัสในวิธีการที่สองของการรักษาน้ำเสีย โครงการต้นแบบชี้ให้เห็นว่า กรรมวิธีเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงนั้นมีสมรรถนะสูงในการฆ่าบักเตรี Escherichia coli ซึ่งเป็นแบคทีเรียในอุจจาระที่ปนเปื้อนในน้ำ ได้อย่างยอดเยี่ยม ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างยอดเยี่ยมในกรรมวิธีบำบัดน้ำทิ้ง ไทเทเนียม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น