ทึ่ง! ไทยพลิกโฉมวิจัย “กราฟีน” สำเร็จในจักรวาล

     เผยทีมนักวิจัยเนคเทค สังเคราะห์กราฟีนสำเร็จ มุ่งเป้าใช้ทำหมึกนำไฟฟ้าสร้างเซ็นเซอร์ และเป็นทีมแรกของโลกที่ผลิตกราฟีนผสมในหมึกนำไฟฟ้าใช้สร้างอุปกรณ์ราคาถูก ด้วยการพิมพ์อิงค์เจ็ต ก่อนพลิกโฉมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์...

20 ต.ค. นายอดิสร เตือนตรานนท์ ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือ เนคเทค กล่าวว่า กว่า 6 เดือน ที่ทีมงานวิจัยกราฟีน ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์กราฟีนด้วยเทคนิคเคมีไฟฟ้า ลอกเอาแผ่นกราฟีนบริสุทธิ์ออกจากขั้วกราไฟต์ และผสานเข้าไปในเนื้อพอลิเมอร์นำไฟฟ้าทำให้ได้หมึกนำไฟฟ้าที่สามารถนำไป พิมพ์เป็นอุปกรณ์ต่างๆ ด้วยเทคนิคอิงค์เจ็ตราคาถูก

นอกจากนี้ วิธีการทางเคมีเป็นครั้งแรกของประเทศไทย และเป็นทีมแรกของโลกที่สามารถผลิตกราฟีนผสมในหมึกนำไฟฟ้าใช้สร้างอุปกรณ์ ซุปเปอร์เซ็นเซอร์ราคาถูกด้วยการพิมพ์อิงค์เจ็ต โดยคาดหวังว่ากราฟีนจะเปลี่ยนโฉมหน้าของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต

 

     ทั้งนี้ กราฟีนเป็นวัสดุมหัศจรรย์ใหม่ ประกอบด้วย ชั้นของคาร์บอนอะตอมที่หนาเพียง 1 ชั้น มีลักษณะเป็นแผ่นที่มีโครงสร้าง 2 มิติ เหมือนตาข่ายรูปหกเหลี่ยมคล้ายรังผึ้ง โดยมีความหนาเท่ากับความหนาของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียว หรือประมาณ 0.34 นาโนเมตร กราฟีนมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งหลายอย่าง อาทิ เป็นวัสดุที่แข็งแรงกว่าเหล็กกล้าหลายร้อยเท่าและแม้แต่เพชร สามารถยืดหยุ่นได้ถึง 20% สามารถนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดงหลายเท่า และยังใสโปร่งแสง นอกจากนี้ อิเล็กตรอนที่อยู่บนโครงสร้างของแผ่นกราฟีน สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบเท่ากับแสง

“ลักษณะเด่นกราฟีน คือการนำไฟฟ้า 2 มิติ มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้ดีมากกว่า ทองแดง 2 เท่าตัว และพื้นที่ผิวในการทำปฏิกิริยาได้ 2 เท่าตัว ความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้า ถึง 2 เท่า ถือว่าแข็งแรงมากที่สุดในโลก และเหนือกว่าเพชร อีกทั้ง มีความยืดหยุ่นสูงถึง 20% จึงเหมาะกับการนำไปใช้ผสมในพอลิเมอร์ต่างๆ ในการนำไฟฟ้า เพื่อไม่ให้มีการขาดตอน และนำไฟฟ้าได้อย่างดี” นายอดิสร กล่าว

 

     ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค เนคเทค กล่าวต่อว่า ขณะนี้ มีหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับพลังงานติดต่อเข้ามาเพื่อนำไปประยุกต์ใช้ แต่อยู่ระหว่างการทดสอบประสิทธิภาพ โดยคาดการณ์ว่า ผลงานวิจัยจะช่วยอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และพลังงานของไทย เช่น ลดต้นทุนการสร้างขั้วไฟฟ้าโปร่งแสงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และจอภาพ เพิ่มประสิทธิภาพการเก็บประจุของแบตเตอรี่ เสริมความแข็งแรงให้วัสดุคอมโพสิต สร้างนวัตกรรมใหม่ๆ ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ที่ม้วนงอได้ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ผลงานวิจัยนี้อยู่ระหว่างการจดสิทธิบัตร และได้รับเชิญให้ไปนำเสนอในการประชุมวิชาการ และอุตสาหกรรมระดับโลกเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์และโค้งงอได้ที่ ประเทศไต้หวัน

นายอดิสร กล่าวอีกว่า กราฟีนนั้น ถูกค้นพบเมื่อปี 2547 เมื่อ 6 ปีที่ผ่านมา โดยสองนักฟิสิกส์ชาวรัสเซียรางวัลโนเบลในปีนี้ ได้แก่ นายแอนดริ กิม และ นายคอนสแตนติน โนโวเซลอฟ จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ผู้ได้ทำการทดลองและค้นพบความมหัศจรรย์ของกราฟีน จนได้รับความสนใจจากนักวิจัยทั่วโลกอย่างมาก

 

     ล่าสุด บริษัท ไอบีเอ็ม ได้ทดลองนำแผ่นแกรฟีนมาผลิตเป็นทรานซิสเตอร์ในคอมพิวเตอร์ พบว่า ช่วยให้การประมวลผลมีความเร็วขึ้นถึง 100 กิกะเฮิร์ตซ ขณะที ซิลิลอน ที่ใช้อยู่เดิมมีการประมวลผลสูงสุดเพียง 3-4 กิกะเฮิร์ตซ เท่านั้น นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยศึกษาสมบัติในการเรียกเก็บประจุ หรือกักเก็บพลังงานไฟฟ้า พบว่ามีศักยภาพเก็บประจุได้สูงมาก นับเป็นความหวังที่จะนำมาใช้เก็บพลังงานสะอาด เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น

สำหรับทีงานวิจัยประกอบด้วย นายอนุรัตน์ วิศิษฐ์สรอรรถ นายชาคริต ศรีประจวบวงษ์ และ นายดิษยุทธ์ โภคารัตนกุล

 

ไทยรัฐ