การเพิ่มชั้นของกราฟีนเข้าไปบนแผ่นทองฟิล์มในไบโอเซ็นเซอร์ (biosensor) ส่งผลให้ประสิทธิภาพการตรวจจับชีวโมเลกุลได้อย่างมหัศจรรย์

โดยหลักการคร่าวของไบไอเซ็นเซอร์แบบ surface plasmon resonance (SPR) คือเซนเซอร์แสงที่ใช้ การคลื่นผิวของพลาสมอนตรวจจับอันตรกิริยาระหว่างชีวโมเลกุลกับผิวเซ็นเซอร์ พูดง่ายๆก็คือ ถ้ามีชีวโมเลกุลมาจับกับผิวเซ็นเซอร์จะทำให้สมบัติทางแสงของผิวเปลี่ยนไป ซึ่งสมบัติในที่นี้ก็คือ การสะท้อนกลับหมด (total reflection) ซึ่งมุมที่เกิดการสะท้อนกลับหมดจะบ่งบอกถึงชีวโมเลกุลที่มาเกาะนั่นเอง

ตามการทดลองนี้ใช้ชีวโมเลกุลเป็นดีเอ็นเอ ประสิทธิภาพที่ได้นั้นอยู่ที่จำนวนชั้นของกราฟีน โดย 10 ชั้นของกราฟีน ให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น 25%

ว่าแต่มี เซ็นเซอร์ (censor) เรยา ไหมนิ 55

คลิกดูส่วนประกอบ

ที่มา - RdMag

กราฟีน เซเลบของเหล่าวงการวัสดุศาสตร์ เธอเด่นดังในด้านคุณสมบัติทางไฟฟ้า เธอนำไฟฟ้าได้ดีเยี่ยมจนใครๆก็พูดถึงแต่เธอ แต่เมื่อสร้างเธอเป็นโครงสร้างในระดับมหภาค เพื่อใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เธอกลับไม่โด่งดังอย่างที่คิด เพราะเธอจะนำไฟฟ้าได้ไม่ดีเลย

แต่มาวันนี้เธอกลับมาทวงชื่อเสียงอีกครั้ง เมื่อ Hui-Ming Cheng และทีมที่ Chinese Academy of Sciences ประสบความสำเร็จในการ

ทีมนักวิจัยที่นำโดย Ali Reza Ranjbartoreh แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซิดนีย์ (University of Technology Sydney) รายงานความสำเร็จในการผลิตแผ่นกราฟีนที่มีความหนาเท่ากระดาษจากกราไฟท์ลงในวารสาร Journal of Applied Physics

ขั้นตอนการผลิตทำโดยการนำกราไฟต์มาผ่านกระบวนการทางเคมีและการจัดระเบียบโครงสร้างในระดับนาโน ผลผลิตที่ได้เป็นแผ่นกราฟีนที่ซ้อนทับกันอย่างมีระเบียบ แม้จะมีความหนาเพียงแผ่นกระดาษ แต่มีความสามารถในการนำไฟฟ้าและความร้อนได้เป็นอย่างดี ที่สำคัญยังแข็งกว่าเหล็กที่มีความหนาเท่ากันถึง 2 เท่า, มีความแข็งแรงต่อแรงดึงสูงสุด (tensile strength) มากกว่าเหล็กถึง 10 เท่า, ความแข็งแกร่งต่อแรงบิดงอ (bending rigidity) มากกว่าเหล็กถึง 13 เท่า และเบากว่าถึง 6 เท่า

Ali Reza Ranjbartoreh ยังกล่าวอีกด้วยว่าขั้นตอนการผลิดแผ่นกระดาษกราฟีนที่เขาพัฒนาขึ้นมาไม่ได้ยุ่งยากนักและไม่ได้มีต้นทุนสูงเกินกว่าการลงทุน สามารถปรับปรุงต่อยอดไปเป็นการผลิตในระดับโรงงานได้ทันที แผ่นกระดาษกราฟีนก็เป็นวัสดุที่รีไซเคิลได้ ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ....เรียกว่าประเสริฐสุดยอดไร้เทียมทานไปเลย ว่างั้น

ถ้าออกมาสู่ตลาดเชิงพาณิชย์เมื่อไร แผ่นกราฟีนจะปฏิวัติอุตสาหกรรมในหลายวงการ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมการบินและยานพาหนะ....

...และอีกวงการที่ผมนึกออก คือ เมื่อรวมกับข่าวที่แล้ว วงการอุตสาหกรรม "แผ่นแม่เหล็กติดตู้เย็น" จะต้องเปลี่ยนโฉมหน้าไปตลอดกาล :D

ที่มา - UTS News Room

กราฟีน (Graphene) คือ โครงสร้างคาร์บอนที่เป็นแผ่นความหนาเพียง 1 อะตอม คุณสมบัติที่โดดเด่นของกราฟีนคือความสามารถในการนำไฟฟ้าที่มากกว่าตัวนำอื่นๆ ในอุณหภูมิห้อง และจากการค้นพบเร็วๆ นี้โดยทีมวิจัยที่นำโดย ศ. Michael S. Fuhrer แห่งมหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์ ทำให้เราทราบว่ากราฟีนยังมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กอีกด้วย

ในแผ่นกราฟีนที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนมาเรียงกันต่อเป็นแผงนั้น มักจะมีช่องว่างที่เกิดจากการขาดหายไปของอะตอมคาร์บอนในบางจุด ช่องว่างนี้เรียกว่า "vacancy" ในบางขณะ vacancy จะทำตัวเป็นแม่เหล็กขนาดจิ๋วหรือที่เรียกกันว่าเกิด "magnetic moment" ในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำๆ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นสามารถส่งผลทำให้แผ่นกราฟีนทั้งแผงมีความต้านทานไฟฟ้าสูงขึ้นได้

งานวิจัยเกี่ยวกับกราฟีนในช่วงหลังๆ นี้มีจำนวนเยอะมากเนื่องจากข้อจำกัดหลักของมันคือการผลิตให้ได้ปริมาณมาก โดยกระบวนการผลิตหนึ่งที่ได้รับความสนใจมากคือ CVD (Chemical Vapor Deposition)

กระบวนการ CVD อาศัยการพ่นมีเทนลงไปบนแผ่นโลหะเพื่อให้คาร์บอนจากมีเทนลงไปเกาะบนผิวหน้าโลหะทีละอะตอม โดยมีข้อจำกัดคือต้องใช้แผ่นโลหะที่มีความเรียบดีมากๆ และความดันขณะที่พ่นมีเทนลงไปต้องใกล้สูญญากาศ ไม่เช่นนั้นอะตอมจะจับตัวหนาเกินหนึ่งอะตอมทำให้คุณสมบัติผิดไป

ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียเสนอกระบวนการที่คล้ายกัน แต่อาศัยแผ่นฟอยล์ทองแดงที่ใช้กันเป็นปรกติในอุตสาหกรรม แล้วขัดเงาด้วยไฟฟ้า (Electropolishing) จากนั้นจึงพ่นมีเทนลงไป กระบวนการเช่นนี้ทำให้ได้กราฟีนถึง 95% ของพื้นที่ผิว โดยที่กระบวนการนั้นง่ายกว่าและสามารถดำเนินไปภายใต้ความดันปรกติได้

ก่อนหน้านี้เนคเทคเคยประกาศว่าสามารถผลิตกราฟีนด้วยการพิมพ์อิงค์เจ็ตได้นั้นก็มีปัญหาแบบเดียวกันคือไม่สามารถผลิตกราฟีนแบบอะตอมชั้นเดียวได้ โดยกระบวนการของเนคเทคนั้นสามารถผลิตได้ที่ 2-10 ชั้น

ที่มา - PhysOrg

หลังจากที่กราฟีนเขย่าวงการฟิสิกส์ด้วยการคว้ารางวัลโนเบล บัดนี้การปฏิวัิติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ด้วยสปินทรอนิกส์ ด้วยวัสดุกราฟีนได้เริ่มต้นแล้ว

ด้วยความสามารถในการสร้างกราฟีนให้เป็นเส้นบางๆ (คล้ายๆ ปลาเส้น) และด้วยโครงสร้างที่เป็นรังผึ้งของกราฟีนนี่เองทำให้มันมีขอบอยู่สองแบบ คือ ซิกแซก (Zigzag) กับ อาร์มแชร์ (Armchair) ซึ่งขอบแบบอาร์มแชร์นี่เอง ทำให้ คุณ Alireza Saffarzadeh แห่งภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัย Payame Noor University ประสบความสำเร็จในการกรองสปิน (spin-filter) ซึ่งทำหน้าที่กรองกระแสสปินให้เหลือกระแสสปินแบบเดียว

ด้วยคุณสมบัิติดังกล่าว ในอนาคตเราอาจเห็น RAM ที่มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นก็เป็นไ้ด้

ที่มา : PhysOrg.com

รู้สึกว่าพักหลังๆ นี้ผลประกาศรางวัลโนเบลจะเป็นเรื่องเป็นราวกันให้นินทากันสนุกปากดีจริงๆ คราวปีที่แล้ว (2009) ที่ บารัค โอบามา ได้รางวัลโนเบลสาขาสันติภาพไปแบบขัดสายตาชาวโลกนั่นก็รับคำติคำชมกันไปจุกรอบวง (คำชมไม่เท่าไร แต่เสียงคำตินี่ดังข้ามปี)

มาปี 2010 นี้ เรื่องสนุกกลับมาจากทางฝั่งของรางวัลสาขาฟิสิกส์ ซึ่งผู้ได้รับรางวัลคือ Andre Geim กับ Konstantin Novoselov จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักร ในฐานะผู้สร้างความก้าวหน้าในการศึกษาวิจัยกราฟีน (graphene) ใครอยากรู้จักกราฟีนเพิ่มเติมก็ไปหาอ่านที่อื่นเอาเอง ในตอนนี้เราไม่สน เราจะสนแต่เรื่องคนตีกัน

คณะกรรมการรางวัลโนเบลใช้อะไรเป็นเกณฑ์ตัดสินนั้นเป็นเรื่องที่คงไม่มีใครทราบ แต่ที่แน่ๆ มีนักวิทยาศาสตร์ในวงการกราฟีนไม่พอใจกับผลการประกาศนี้หลายคน หัวหอกที่ลุกขึ้นมาวิจารณ์คณะกรรมการในเรื่องนี้ คือ Walt de Heer แห่ง Georgia Institute of Technology จนถึงกับร่อนจดหมายไปถึงคณะกรรมการรางวัลโนเบลเลย เนื้อความในจดหมายชี้ข้อผิดพลาดที่ปรากฏในเอกสารประกอบผลประกาศไว้หลายจุดด้วยกัน ลองไปอ่านฉบับเต็มได้จาก www.gatech.edu/graphene/

กราฟีนเป็นวัสดุที่สร้างความหวังให้กับก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องหลังจากที่ IBM สามารถนำมาผลิตทรานซิสเตอร์, ญี่ปุ่นและเกาหลีนำมาผลิตอุปกรณ์อิเลกทรอนิกส์โค้งงอ วันนี้ก็มาถึงเวลาของประเทศไทยที่นักวิจัยจากเนคเทคสามารถพิมพ์กราฟีนนี้ลงบนพื้นผิวด้วยเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ตกันได้แล้ว

น้ำหมึกกราฟีนนี้ทำจากกราฟีนที่ผสานเข้ากับพอลิเมอร์นำไฟฟ้า เมื่อพิมพ์ผ่านเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ตราคาถูกได้ทำให้มีความเป็นไปได้ที่เราจะสร้างเซ็นเซอร์ราคาถูกประสิทธิภาพสูงได้ในอนาคต

งานวิจัยนี้ค้นคว้าโดยหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค โดย ดร. อดิสร เตือนตรานนท์, ดร. อนุรัตน์ วิศิษฐ์สรอรรถ, นายชาคริต ศรีประจวบวงษ์, และ นายดิษยุทธ์ โภคารัตนกุล และกำลังอยู่ระหว่างการยื่นขอจดสิทธิบัตร

ที่มา - NECTEC Thailand Facebook

มาทำความรู้จักกราฟีนตัวนี้ดีกว่า กราฟีน (graphene) คือชั้นของคาร์บอนอะตอมชั้นเดียวที่จัดอยู่ในลักษณะแบบหกเหลี่ยมหรือรังผึ้ง โดยสองนักฟิสิกส์ที่ได้รางวัลนี้คือ เป็นผู้ริเริ่มศึกษากราฟีนตัวนี้ เขาค้นพบว่าคุณสมบัติที่โดดเด่นก็คือการที่มันมีความต้านทานทางไฟฟ้าต่ำ แข็งแรง ยืดหยุ่น โปร่งใส ฯลฯ

จากคุณสมบัติเหล่านี้ ทรานซิสเตอร์ที่ทำจากกราฟีนสามารถทำงานได้เร็วกว่าซิลิกอน (เดิม) และทำงานได้ที่ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาสูงๆ ประมาณ 100 GHz เราอาจจะได้เห็นชิปซีพียูที่เร็วขึ้นอีกหลายเท่าตัว เนื่องจากใช้แอมโมเนียหรือน้ำเป็นสารเจือซึ่งจากเดิมใช้โลหะที่เป็นพิษในกระบวนการผลิตซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

ที่กล่าวมาเป็นแค่เพียงบางส่วน นอกจากนี้ การที่มันมีคุณสมบัิติยืดหยุ่นเราจะได้เห็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถโค้งงอได้ด้วย (ข่าวเก่า)

ที่มา:Technology News

ความคิดเห็นเพิ่มเติม:สำหรับประเทศในเอเชีย เช่น เกาหลีใต้ ญี่ปุ่น ไต้หวัน ไปไกลด้านการนำมาประยุกต์ในอุตสหกรรมจริงๆ โดยเฉพาะเกาหลีใต้ที่มีบริษัทซัมซุงกับแอลจีในแวดอุตสาหกรรม เป็นตัวตั้งตัวตี ซึ่งยังไม่สายหากทั้งภาครัฐและเอกชนร่วมมือกัน อันที่จริงแล้วมันยังมีกลุ่มวิจัยในประเทศไทยบ้างที่ศึกษาเรื่องนี้ ดูข่าว นอกจากนั้นประโยชน์ด้านอื่นๆอีกด้วย ทั้งด้านโซลาร์เซลล์ (solar cell) และเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell)

นี่คือการมาของกราฟีนคือการก้าวกระโดดของเทคโนโลยี อย่างน้อยๆ ไม่ช้าเราจะได้เห็นเทคโนโลยีใหม่บนโลกแบนๆของกราฟีนบนโลกใบกลมๆ ที่เราอยู่นี้อย่างแน่นอน

นับว่าเป็นความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในปัจจุบันในความสามารถในการผลิตอุปกรณ์ที่โค้งงอได้ซึ่งจะไม่ใช่เพียงความฝันอีกต่อไป เรื่องน่ายินดีเช่นนี้เกิดขึ้นในงานวิจัยที่ญี่ปุ่นกับเกาหลีใต้ ซึ่งร่วมมือกันผลิตทรานซิสเตอร์ที่อยู่แผ่นกราฟรีน (graphene) บนแผ่นทองแดงแล้วเคลือบด้วยโพลิเมอร์ ด้วยความทนต่อการโค้งงอของแ่ผ่นกราฟรีนนี้เองจะทำให้ทราซิสเตอร์สามารถคงสภาพอยู่ได้ ความโปร่งใสนี่เองที่เป็นจุดเด่นของอปุกรณ์นี้ ซึ่งในอนาคตเราอาจเห็นหน้าจออิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถงอได้หรือแม้กระทั่งพับได้ก็ตาม


หวังว่าเทคโนโลยีนี้จะสำเร็จออกมาสู่ผู้บริโภคภายในอนาคตอันใกล้

ที่มา : Nature