MENU
Banner

แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 24 | ค.ศ.1991 สำหรับการค้นพบถึงการนำวิธีการที่ใช้ศึกษาปรากฏการณ์ที่เป็นระเบียบมาใช้กับผลึกเหลวและพอลิเมอร์

ผลึกเหลวและพอลิเมอร์
บทความ | ดร.ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร
นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค-สวทช.)

ปัจจุบันผลึกเหลว (Liquid Crystals) ได้เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องใช้ไฟฟ้าในชีวิตของเราไปเสียแล้ว โดยเฉพาะหน้าจอแสดงผลของโทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ จอแสดงผลของคอมพิวเตอร์ และ โปรเจคเตอร์ ซึ่งกว่าจะสามารถใช้งานได้ดีขนาดนี้ก็ผ่านการค้นพบ การศึกษา และ การปรับปรุงตัววัสดุและทฤษฎีที่ใช้อธิบายคุณลักษณะของผลึกเหลวมามากพอสมควร

ผลึกเหลวและพอลิเมอร์
(รูปซ้าย) การเรียงตัวของผลึกเหลวแบบ Nematic, (รูปกลาง) Smectic และ(รูปขวา) Chiral (ที่มา en.wikipedia.org)

ผลึกเหลวถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักพฤษศาสตร์ชาวออสเตรียชื่อ Friedrich Reinitzer เมื่อประมาณ 130 ปีมาแล้ว ซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกับ Stearin ที่นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Otto Lehmann พบแล้วก่อนหน้า และถือเป็นคนแรกที่ใช้คำว่า Liquid Crystal เนื่องจากคุณสมบัติของมันคล้ายกับของเหลวและคริสตัล

บุคคลต่อมาที่มีความเข้าใจในเรื่องของผลึกเหลวมากขึ้นคือ Georges Friedel ซึ่งพบผลึกเหลวสองชนิดคือ nematic (มีลักษณะคล้ายแท่งทรงกระบอก) และ smectic (มีลักษณะเหมือนฟองสบู่ที่โมเลกุลของมันสามารถเลื่อนไหลได้ในชั้นที่โมเลกุลเรียงตัวกันอยู่) ต่อมา Charles Frank ได้สร้าง Elastic Theory ที่ใช้อธิบายผลึกเหลวชนิด nematic ขึ้น

จอแบน ผลึกเหลว
จอแบนในปัจจุบันที่ใช้ผลึกเหลว

ทฤษฎีที่สามารถอธิบายลักษณะของผลึกเหลวได้สมบูรณ์มากขึ้นเกิดขึ้นจาก Pieere-Gilles de Gennes ที่แสดงให้เห็นว่าคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ที่เป็นระเบียบในระบบทั่วไปสามารถนำมาใช้อธิบายคุณลักษณะของผลึกเหลวได้

Pieere-Gilles de Gennes ได้แสดงให้เห็นว่าการกระเจิงของแสงจากผลึกเหลวขึ้นอยู่กับความแปรปรวนของการจัดเรียงตัวของโมเลกุลของผลึกเหลว ซึ่งต่างจากหลักการกระเจิงของแสงที่เข้าใจกันในขณะนั้น นอกจากนี้เขายังได้อธิบายถึงผลของสนามไฟฟ้ากระแสสลับที่ให้กับผลึกเหลวที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนตำแหน่งขึ้น ทั้งยังได้สาธิตให้เห็นถึงคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันระหว่างผลึกเหลวกับตัวนำยิ่งยวดด้วย

ประวัติย่อ : Pierre-Gilles de Gennes
Pierre-Gilles de Gennes
Pierre-Gilles de Gennes นักฟิสิกส์เมืองน้ำหอมผู้ที่บุกเบิกเทคโนโลยี LCD รุ่นแรกๆ

Pierre-Gilles de Gennes เกิดในกรุงปารีส ฝรั่งเศส เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม ค.ศ. 1932 เขาเข้าเรียนระดับอุดมศึกษาที่ École Normale ในปึ ค.ศ. 1955 ช่วงปี ค.ศ. 1955-1959 ได้ทำงานเป็นวิศวกรที่ Atomic Energy Center โดยรับผิดชอบงานวิจัยที่เกี่ยวกับการกระเจิงของนิวตรอนและแม่เหล็ก ปี ค.ศ. 1959 ได้ทำวิจัยหลังปริญญาเอกที่ University of California Berkeley ในปี ค.ศ. 1961 เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ Orsay และต่อมาได้สร้างกลุ่มวิจัยทางด้าน Supraconductors ต่อมาในปี ค.ศ. 1968 ได้เริ่มทำงานวิจัยทางด้านผลึกเหลว และอีกสามปีต่อมาดำรงตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์ที่ Collége de France ช่วงปี ค.ศ. 1976-2002 เป็นผู้อำนวยการ Ecole de Physique et Chimie ซึ่งเป็นสถาบันที่เน้นวิจัยเชิงวิศวกรรมที่เป็นการผสมผสานฟิสิกส์ เคมี และ ชีววิทยาเข้าด้วยกัน สถาบันนี้เป็นที่ทำงานของ Pierre Curie และ Marie Curie และเป็นสถาบันที่สร้างบริษัทออกมามากมาย

แหล่งข้อมูล
  • G. Ekspong Ed., Nobel Lectures in Physics 1991-1995, World Scientific Publishing, March 1997.
  • http://nobelprize.org , accessed Feb 2019.
  • http://en.wikipedia.org , accessed Feb 2019.
  • ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.

บทความที่เกี่ยวข้อง

แสง รางวัลโนเบล Liquid Crystal ผลึกเหลว พอลิเมอร์

วันที่เผยแพร่ 11 กรกฏาคม 2562 15:17