Nanotechnology

1. Nanotechnology “นาโน“หมายถึงสิ่งที่เล็กๆ “เทคโนโลยี“หมายถึงวิทยาการที่เกี่ยวกับศิลปะในการนำเอาวิทยาศาสตร์มา ประยุกต์ ใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางปฏิบัติและอุตสาหกรรม “นาโนเทคโนโลยี ”คือ เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ สร้าง การสังเคราะห์วัสดุ อุปกรณ์เครื่องจักรหรือผลิตภัณฑ์ซึ่งมีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร

2. Nanotechnology เรียกในอีกชื่อว่าแองสตรอม ยูนิต(Angstrom unit) สำหรับการทำงานบุคคลที่ได้รับการยกย่องให้เป็นบิดาของนาโนเทคโนโลยี ได้แก่Richard Feynman ในปี 2543 ทางมหาวิทยาลัยคอร์แนล ได้ผลิตอุปกรณ์กลไกชิ้นหนึ่งด้วยนาโนเทคโนโลยีเป็นเครื่องแรกของโลก ซึ่งมีชื่อเป็นที่รู้จักในวงการวิทยาศาสตร์ ว่า อุปกรณ์กลไกNano Electro Machanical System (NEMS)

3. วิทยาศาสตร์ระดับนาโน (Nanoscience) ความก้าวหน้าทั้งทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้วิทยาศาสตร์ระดับนาโนพัฒนาขึ้นมาได้อย่างรวดเร็วจากการศึกษาค้นคว้าของเหล่านักวิทยาศาสตร์ทำให้มีการประดิษฐ์เครื่องมือและอุปกรณ์ที่จำเป็นต่อการศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ระดับนาโนขึ้นมาตัวอย่างเช่นการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบต่างๆ   การสร้างไดโอด (diode)  การประดิษฐ์เครื่อง scanning tunneling microscope (STM) และเครื่อง atomic force microscope (AFM) เป็นต้น

4. ยุคโรมัน (30 BC – 640 AD) ถ้วยโบราณ lycurgus ผลึกนาโนของธาตุทองคำ

5. ยุคโรมัน (30 BC – 640 AD) ศิลปะสมัยก่อนที่ใช้กระจกโมเสคที่มีส่วนผสมของผลึกนาโนที่ทำให้เกิดสีสันต่างๆ นำมาใช้ในการสร้างประตูหน้าต่างหรือฝ้าเพดานเพื่อประดับตกแต่งโบสถ์และวิหาร

6. ยุคของเธอเนสซอง (1450 AD – 1600 AD) เครื่องปั้นดินเผาที่ใช้ผลึกนาโนเป็นส่วนผสมในการสร้างขึ้นมา

7. คริสตศวรรษที่ 19 ค.ศ.1827 Nicéphore Niepce Humphry Davy Thomas Wedgewood ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้แก่ โทมัส เวดจ์วูด (Thomas Wedgewood) และเซอร์ฮัมฟรี เดวี (Humphry Davy) สามารถที่จะสร้างภาพถ่ายโดยใช้เกลือไนเตรทและเกลือคลอไรด์ของเงิน ภาพถ่ายที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกนั้นเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1827 โดย โจเซฟ เนฟเซย์ (Nicéphore Niepce)

8. ค.ศ.1857 Michael Faraday ตัวอย่างคอลลอยด์อนุภาคนาโนของธาตุทองคำขนาด 40 นาโนเมตร ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) เป็นผู้ที่ค้นพบคอลลอยด์ของโลหะเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1856

9. ค.ศ.1857 Albert Einstein เมื่อครั้งที่ศึกษาอยู่ในระดับปริญญาเอก ได้ทำวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับการคำนวณหาขนาดโมเลกุลของน้ำตาล โดยอาศัยข้อมูลจากการทดลองการแพร่กระจายของน้ำตาลในน้ำ

10. ค.ศ.1908 ตัวอย่างการกระเจิงแสงที่ความยาวคลื่นต่างๆ ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติที่เกิดขึ้นในช่วงที่ดวงอาทิตย์กำลังจะขึ้นและกำลังจะตก Gustave Mie นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ กุสตาฟ มี (Gustave Mie)ผู้ที่แสดงให้เห็นถึงทฤษฎีการกระเจิงแสงของอนุภาคซึ่งเป็นทฤษฎีที่เกี่ยวข้องและเป็นพื้นฐานสำหรับวิทยาศาสตร์ระดับนาโน

11. ค.ศ.1931 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตัวแรก ภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน Max Knoll & Ernst Ruska ในปี ค.ศ. 1931นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ แมกซ์ โนลล์ (Max Knoll)และเอินสท์ รูชะก้า (Ernst Ruska)ได้พัฒนากล้องจุลทรรศ์แบบใหม่ขึ้นมาได้เป็นผลสำเร็จแล้วก็เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่สามารถมองเห็นโลกขนาดเล็กจิ๋วได้มากกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงซึ่งกล้องจุลทรรศน์แบบใหม่นี้เป็นการใช้ลำอิเล็กตรอนแทนลำแสงเดิมจึงถูกเรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope)

12. ค.ศ.1947 John Bardeen, Walter Brattain, และ William Shockley ทรานซิสเตอร์ตัวแรกที่ถูกสร้างขึ้น ได้ทำการสร้างสิ่งที่เรียกว่า ทรานซิสเตอร์ (transistor) ซึ่งเป็นวงจรขยายสัญญาณที่สร้างขึ้นมาโดยใช้ส่วนผสมของธาตุเจอร์เมเนียม (germanium)

13. ค.ศ.1951 กล้องจุลทรรศน์สนามอิเล็กตรอนตัวแรก Erwin Mueller เออร์วิน มูเอลเลอร์ (Erwin Mueller)ศาสตราจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ แห่งมหาวิทยาลัยเพนซินลวาเนีย สเตทท์(Pensynlvania state university)ได้ทำการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์สนามอิเล็กตรอน(field-ion electronmicroscope)ได้สำเร็จ

14. ค.ศ. 1987 ทีโอดอร์ ฟูลตัน (Theodore Fulton)และเจอรัลด์ โดแลน (Gerald Dolan)นักวิจัยในห้องปฏิบัติการเบล (Bell Labs)ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้สร้างผลงานการประดิษฐ์ใหม่ที่เรียกว่า ทรานซิสเตอร์แบบอิเล็กตรอนเดี่ยวลอดผ่าน(single-electron tunneling transistor : SET)

15. ค.ศ.1988 quantum dot ของแคดเมียมเซลิไนด์ (CdSe) ดร.หลุยส์ บรัส (Louis Brus) และทีมวิจัยของเขา ณ ห้องปฏิบัติการเบลล์ (Bell Labs) ค้นพบว่าผลึกระดับนาโนที่มีขนาดต่างๆ กันของสารกึ่งตัวนำชนิดเดียวกัน เช่น สารกึ่งตัวนำแคดเมียมเซลิไนด์ (CdSe) ควอนตัม ดอท มีขีดความสามารถที่จะปฏิวัติวิธีการเก็บสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถนำมาใช้สำหรับการวินิจฉัยทางด้านการแพทย์

16. ค.ศ. 1991 ท่อนาโนคาร์บอน Sumio Lijima ซูมิโอะ ลิจิมา (Sumio Lijima) นักวิจัยของบริษัทเอ็นอีซี (NEC) ประเทศญี่ปุ่น ได้ค้นพบโครงร่างแบบใหม่ของคาร์บอนที่เป็นลักษณะท่อเล็กที่มีขนาดในระดับนาโนเมตรหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotube)

17. ค.ศ. 1996 อนุภาคนาโนทองคำที่ถูกยึดติดโดยดีเอ็นเอ ในปี ค.ศ. 1996 นักวิจัยชื่อแชด เมอร์กิ้น (Chad Mirgin) และโรเบิร์ต เล็ทซิงเกอร์ (Robert Letsinger) แห่งมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น (Northwestern University) ประเทศสหรัฐอเมริกาได้ค้นพบวิถีทางในการนำคอลลอยด์ของธาตุทองคำมาประยุกต์ใช้งานทางด้านวิทยาศาสตร์ระดับนาโน

18. ค.ศ. 1999 บันทึกคำกล่าวของ ดร.เฟรย์แมน การพัฒนาที่สำคัญยิ่งในแวดวงของเทคนิคการใช้เครื่องมือทางด้านนาโนเทคโนโลยี คือวิธีการ dip-pen nanolithography หรือ DPN ซึ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1999 โดยแชด เมอร์กิน (Chad Mirgin) ศาสตราจารย์ทางด้านเคมีและเป็นผู้บริหารของสถาบันนาโนเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยนอร์ท เวสเทิร์น (Northwestern University) ประเทศสหรัฐอเมริกา

19. นาโนเทคโนโลยีมีประโยชน์อย่างไรนาโนเทคโนโลยีมีประโยชน์อย่างไร นาโนเทคโนโลยีในสมัยแรก ๆ จะเป็น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ใน คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์เคลื่อนที่ กล้องดิจิตอล เป็นต้น รวมถึงการผลิตเส้นท่อจิ๋วและสายไฟจิ๋ว (nanotubes and nanowires)การผลิตแผ่นกรอง (nanofilters)เพื่อกรองน้ำและฝุ่นละอองในระดับนาโน สำหรับงานด้านสิ่งแวดล้อม เป็นต้น

20. ความสำคัญของนาโนเทคโนโลยีความสำคัญของนาโนเทคโนโลยี 1.สามารถนําไปประยุกต์ใช้กับทุกอุตสาหกรรมสําคัญ 2.ช่วยให้ค้นพบวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติพิเศษซึ่งเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ 3.ช่วยยกระดับ/เพิ่มมูลค่าอุตสาหกรรมที่มีอยู่เดิมและริเริ่มอุตสาหกรรมใหม่ ระบบเศรษฐกิจโมเลกุล ( Molecular Economy)

21. สาขาของนาโนเทคโนโลยี 1. เทคโนโลยีชีวภาพนาโน (Nanobiotecgnology) 2. นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (Nanoelectronics) 3. วัสดุนาโน (Nanomaterials)

22. 1. เทคโนโลยีชีวภาพ (Nanobiotecgnology) เป็นการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยี ศาสตร์ ด้านเทคโนโลยีชีวภาพนาโน เช่น การพัฒนาไบโอเซนเซอร์ หรือหัวตรวจชีวภาพ และสาร วินิจฉัยโรค โดยใช้วัสดุชีวโมเลกุล การปรับโครงสร้างระดับโมเลกุลขอยาที่สามารถหวังผลการ มุ่งทำลายชีวโมเลกุลที่เป็นเป้าหมายเฉพาะเจาะจงเช่น เซลล์มะเร็ง การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ในการส่งผ่านสารบำรุงเข้าใต้ชั้นผิวหนังได้ดียิ่งขึ้น

23. ตัวอย่างงานเทคโนโลยีชีวภาพตัวอย่างงานเทคโนโลยีชีวภาพ ฟองนาโนของก๊าซโอโซน นาโนซิลิกอน

24. 2. นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (Nanoelectronics) การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้าน นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (ไฮเทค ) เพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพ และทำงานด้วยประสิทธิภาพสูง ตัว อย่างเช่น การพัฒนาระบบไฟฟ้าเครื่องกล ซูเปอร์จิ๋ว การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ และเซลล์เชื้อ เพลิง การพัฒนา High-density probe storage device, ไมโครชิพ ของคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างงานนาโนอิเล็กทรอนิกส์ การประดิษฐ์คอมพิวเตอร์พลังสูงที่ขับเคลื่อนมาจากพลังงานในระดับอะตอม ของหน่วยประมวลผลกลาง (ซีพียู) ที่ใช้กระบวนการด้านนาโนเทคโนโลยีผลิต หรือ เรียกกันว่า ควอนตั้ม คอมพิวติ้ง (Quantum Computing)

25. 3. วัสดุนาโน (Nanomaterials) การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้านนาโนวัสดุ เช่น การเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในอุตสาหกรรมการพัฒนาฟิล์มพลาสติกนาโนคอมโพสิท ที่มีความสามารถ ในการสกัดกั้นการผ่านของก๊าซบางชนิดและไอน้ำ เพื่อใช้ทำบรรจุภัณฑ์เพื่อยืดอายุความสดของผัก และผลไม้ และเพิ่มมูลค่าการส่งออก การผลิตผลอนุภาคนาโนมาใช้ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และไวรัสหรือ ทำให้ไม่เปียกน้ำ การใช้คาร์บอนนาโนทิล สังเคราะห์เพื่อเป็นส่วนผสมของวัสดุต่างๆ เช่น ตัวถังรถ เป็นต้น ทำให้ประหยัดพลังงาน ในด้านของการกีฬา ก็จะมีไม้เทนนิส ไม้แบดมินตัน หรือว่าในการใช้ผลิตภัณฑ์บางอย่าง ที่ทำให้ เสื้อผ้าสามารถกันน้ำกันเปื้อนดับกลิ่น เป็นต้น

26. นาโนเทคโนโลยีกับความปลอดภัยนาโนเทคโนโลยีกับความปลอดภัย • คุณสมบัติ • ขั้นตอนที่สำคัญในการนำ นาโนเทคโนโลยี ไปสู่การผลิตสินค้า • พัฒนาการนาโนเทคโนโลยี - เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) - เทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular Technology)

27. ตัวอย่างงานนาโนเทคโนโลยีตัวอย่างงานนาโนเทคโนโลยี การนำไปประยุกต์ใช้เป็นสีทาบ้าน ลูกเทนนิส Air D-Fense ลูกเทนนิส Air D-Fense กล้องดิจิตอลของโกดัก รุ่น EasyShare LS 633

28. แหล่งที่มา อ้างอิง http://www2.cs.science.cmu.ac.th/seminar/2548/Nanotechnology/mean.htm http://variety.teenee.com/science/3255.html http://www.dss.go.th/dssweb/st-articles/files/ct_12_2544_nano_technology.pdf http://www.chemtrack.org/News-Detail.asp?TID=5&ID=1 http://nano9grade.co.cc/?q=node/13 http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-1.html http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-2.html http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-3.html http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-4.html http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-5.html http://www.atom.rmutphysics.com/charud/scibook/nanotech/Page/Unit1-6.html