ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นที่นำโดย Ming Xu แห่ง National Institute of Advanced Industrial Science and Technology ของประเทศญี่ปุ่น ได้เอาคาร์บอนนาโนทิวบ์ (carbon nanotube) มาสร้างเป็นยางแบบใหม่ที่ยังคงสภาพเด้งดึ๋งได้ แม้ว่าจะถูกเผาหรือแช่แข็งในไนโตรเจนเหลวก็ตาม

ยางแบบใหม่นี้ประกอบด้วยโครงข่ายของคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่มีผนังชั้นเดียว, สองชั้น, และสามชั้นเรียงสลับกันแบบสุ่มๆ ท่อคาร์บอนนาโนทิวบ์แต่ละอันจะเชื่อมต่อกับท่อคาร์บอนนาโนทิวบ์อันอื่นมากมายทำให้มันมีความยืดหยุ่นสูงมากและทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างเหลือเชื่อ นักวิจัยทดลองเอามันไปเผาที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส มันก็ยังเด้งๆ ดึ๋งๆ อยู่ (ที่อุณหภูมิขนาดนี้อะลูมิเนียมยังละลาย) และเมื่อเอามันไปแช่แข็งที่อุณหภูมิเกือบ -200 องศาเซลเซียส มันก็ยังไม่เป็นไร (ถ้าเป็นหนังยางธรรมดาคงกรอบแตกเป็นผงไปนานแล้ว)

คุณสมบัติที่เด่นอีกอย่างคือยางคาร์บอนนาโนทิวบ์นี้นำไฟฟ้าได้ด้วย

งานนี้แวดวงอุตสาหกรรมตั้งแต่รองเท้ายันยานอวกาศจ้องกันตาลุกวาวเลย เอาแค่ที่มันทนอุณหภูมิได้ โครงการยานอวกาศต่างๆ ก็แทบกรี๊ดกร๊าดกันจะตายอยู่แล้ว ยิ่งมันนำไฟฟ้าได้อีก ยิ่ง "ว้าว" กันเข้าไปใหญ่ ลองคิดดูเล่นๆ ถ้าเอามันไปใส่ในรองเท้าหรือตัวรับแรงกระแทกรถยนต์ ให้มันเก็บกระแสไฟฟ้าไว้ชาร์จ iPod/iPhone โฉมหน้าตลาดสินค้าพวกนี้จะเปลี่ยนไปขนาดไหน

ที่มา - Discovery News, Popular Science

ระบบทางชีวภาพนั้นได้พัฒนาขึ้นอย่างช้าๆเพื่อที่จะทำงานที่ซับซ้อนสูงๆได้ สิ่งมีชีวิตต่างๆจึงพึ่งพาเครื่องจักรโปรตีนในการที่จะทำงานต่างๆเช่น เก็บและส่งผ่านข้อมูล รับส่งไออนและโมเลกุลต่างๆเข้าออกจากเซลล์ และงานที่สำคัญอื่นๆ เพื่อให้ทำงานที่ซับซ้อนได้สำเร็จ ความแม่นยำ ประสิทธิภาพ และความเที่ยงตรงที่สูงของโมเลกุลชีวภาพเหล่านี้ทำให้มันเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ ในการที่จะใส่มันลงในแผงวงจรสังเคราะห์แบบไฮบริด เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของอุปกรณ์ และให้ได้การทำงานแบบใหม่ๆ

Aleksandr Noy และทีม แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียร์ ได้พัฒนาทรานซิสเตอร์จากท่อนาโนคาร์บอนได้เป็นผลสำเร็จ โดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนเชื่อมต่อระหว่างสองขั้วอิเล็คโทรด (ดังภาพ) โดยท่อนาโนคาร์บอนจะถูกเคลือบด้วยชั้นไขมันคู่ (lipid bilayer) ในชั้นไขมันคู่นี้จะมีปั๊มที่ใช้พลังงาน ATP ซึ่งกระจายอยู่ไปทั่วเซลล์และช่วยในการเคลื่อนที่ของไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมข้ามไปมาระหว่างเยื่อ (membrane) โดยจุดกึ่งกลางของท่อนาโนคาร์บอนจะสัมผัสกับสารละลาย ATP

เมื่อเปิดอุปกรณ์ ปั๊มจะทำหน้าที่โดยการผลักไอออนข้ามเยื่อไขมัน ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอนเปลี่ยนแปลงและเพิ่มกำลังไฟฟ้าขาออกของทรานซิสเตอร์มากถึง 40% การค้นพบนี้ช่วยสร้างโอกาสในการพัฒนาวงจรและอุปกรณ์ bionanoelectronic แบบไฮบริดที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

AM. CHEM. SOC.

ที่มา - Nature

*เกร็ดความรู้
พื้นผิวของท่อนาโนคาร์บอนมีคุณสมบัติเกลียดน้ำ (hydrophobic) ทำให้ตัวมันไม่เหมาะสมในการที่จะใช้งานร่วมกับโมเลกุลทางชีวภาพต่างๆ

Anna Goodsell และผู้ร่วมงานของเธอที่มหาวิทยาลัยฮาวาร์ด รัฐแมซซาชูเสต พบว่าเมื่อให้กระแสไฟฟ้าหลายร้อยโวลต์แก่ท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยวที่มีความยาว 10 ไมโครเมตร โดยปลายท่อทั้งสองข้างยึดติดกับขั้วไฟฟ้า จะเกิดสนามไฟฟ้าอย่างแรงขึ้น โดยมันจะดึงดูดอะตอมรูบีเดียมเย็น(200 ไมโครเคลวิน) ที่มาจากการยิงของผู้ทำการทดลองเข้าหาตัวมันเองในลักษณะเป็นเกลียว และเมื่ออิเล็กตรอนได้กระโดดจากอะตอมไปยังท่อที่มีประจุบวกแล้ว มันจึงโดนท่อถีบออกด้วยความเร็วสูงไปยังตัวตรวจจับที่อยู่ใกล้เคียง

ทีมของเธอเชื่อว่าสามารถนำปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นไปพัฒนาเ้ครื่องตรวจจับแก๊สความไวสูง หรือแม้แต่ เครื่องนับอะตอม!!!

ที่มา - Nature, Phys. Rev. Lett

เมื่อวันที่ 17 ส.ค.ที่ผ่านมา นักวิจัยจากไอบีเอ็ม คุณ Paul W.K. Rothemund ได้เปิดเผยวิธีการจัดเรียงโครงสร้างดีเอ็นเอบนพื้นผิว ซึ่งเข้ากันได้กับการผลิตสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) ในปัจจุบัน

โดยคุณ Spike Narayan ผู้จัดการแผนกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของไอบีเอ็มรีเสิร์ชได้กล่าวว่า "ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการลดขนาดชิปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเป็นปัจจัยจำกัด (limiting factor) ที่จะรักษากฏของมัวร์ไว้"

ตามกฎของมัวร์ ปริมาณของทรานซิสเตอร์บนวงจรรวมจะเพิ่มเป็นเท่าตัวทุกสองปี แต่กฏดังกล่าวอาจไม่ยั่งยืนตลอดไปสำหรับชิปที่ขนาดเล็กกว่า 22 นาโนมเตร โดยในปีพ.ศ.2557 ค่าใช้จ่ายในการผลิตชิปที่สูงมากจะคุกคามกฏของมัวร์

ความสามารถของตุ๊กแกในการเกาะผนังแล้วสามารถเดินได้อย่างสบาย ได้ทำให้เกิดแรงบันดาลใจให้กับนักวิจัยจำนวนมาก ที่ต้องการผลิตวัสดุเลียนแบบตีนตุ๊กแก ความลับของตุ๊กแกอยู่ที่ปุ่มขนาดเล็กจำนวนมาก ที่อยู่ด้านใต้ของมัน ซึ่งแรงยึดเกาะที่เกิดขึ้นเรียกว่าแรงแวนเดอวาลล์ (Van der Waals force)

นักวิจัยซึ่งนำทีมโดย Liming Dai จากมหาวิทยาลัย Dayton ได้รายงานในนิตยสาร Science ประสบความสำเร็จในการสร้างวัสดุ ที่สามารถยึดติดได้เหมือนตุ๊กแก โดยสามารถทนแรงได้ถึง 100 นิวตัน/ตารางเซนติเมตร ซึ่งแข็งแรงกว่าตีนตุ๊กแกในธรรมชาติถึง 10 เท่า

นักวิจัยสร้างวัสดุดังกล่าว โดยชั้นของคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยสองชั้น ชั้นล่างสุดประกอบไปด้วยคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่เรียงกันอยู่ในแนวตั้ง ในขณะที่ชั้นบนมีลักษณะเป็นขดๆ คล้ายกับเส้นสปาเก็ตตีที่ยุ่งเหยิง

ที่มา - EurekAlert

นักวิทยาศาสตร์ และนักวิจัยจากองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ NASA จากประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ทำการวิจัยกระบวนการสร้างคอนกรีต จากดิน และหิน ซึ่งได้จำลองมาจากลักษณะของตัวอย่างดินจากดวงจันทร์ (Lunar regolith) ผสมกับกาวอิพ๊อกซี่ และเติมคาร์บอนนาโนทูป (Carbon nanotube) โดยมีเป้าหมายอยู่ที่การลดการใช้ทรัพยากรจากโลก เนื่องจากการขนส่งวัสดุจากผิวโลก ขึ้นไปยังอวกาศนั้นใช้ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง หากสามารถใช้ทรัพยากรจากดวงจันทร์หรือที่อื่นๆได้ ซึ่งจะประหยัดต้นทุนในการขนส่งได้มาก

Peter Chen นักฟิสิกส์ได้คำนวณว่า การสร้างกระจกกล้องโทรทรรศน์ให้มีขนาดใหญ่ เท่ากับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิ้ล นั้นใช้ปริมาณกาวอิพ๊อกซี่ เพียง 60 กิโลกรัม คาร์บอนนาโนทูป 1.3 กิโลกรัม และ ใช้อะลูมิเนียมเป็นสารเคลือบผิวกระจกเพียง 1 กรัมเท่านั้น

ที่มา - SPACE.com

วิศวกรเคมีจาก MIT ได้สร้างตัวตรวจจับอิเล็กทรอนิกส์ ที่มีความไวมากที่สุดเท่าที่เคยสร้างกันมา สำหรับการตรวจจับแก๊สพิษ โดยเฉพาะแก๊สพิษทำลายระบบประสาท อย่างเช่นแก๊สพิษซาริน

เทคโนโลยีดังกล่าว ใช้พลังงานต่ำ, ราคาถูก สามารถพกพาได้สะดวก สามารถติดตั้งเป็นตัวตรวจจับตามอาคาร นอกจากนี้ยังสามารถตรวจจับแก๊สพิษอื่นๆ ได้อีก เช่น แก๊สมัสตาร์ด, แอมโมเนีย, แก๊สพิษ VX

ตัวตรวจจับดังกล่าว สามารถตรวจจับโมเลกุลของแก๊สพิษซาิรินได้ในระดับ 1 เฟมโตโมล (ประมาณ 1 ล้านโมเมกุล) หรือคิดเป็นความเข้มข้นประมาณ 25 ใน ล้านล้าน ส่วน

แก๊สพิษซาริน ได้ถูกนำมาใช้ในการก่อการร้ายในสถานีรถไฟใต้ดินของกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น เมื่อปี 1995 ซึ่งส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตจำนวน 12 คน และบาดเ็จ็บอีกเป็นจำนวนมาก ซึ่งตัวตรวจจับที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมานี้ สามารถตรวจจับได้ไวกว่าปริมาณที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกาย

นักวิจัยสร้างตัวตรวจจับความไวยิ่งยวด โดยการนำท่อคาร์บอนนาโน มาเรียงผ่านไมโครอิเล็กโทรด แต่ละท่อประกอบไปด้วยโครงข่ายของคาร์บอนอะตอมหนึ่งชั้น ม้วนเป็นทรงกระบอกยาว โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 ใน 50,000 ของเส้นผมมนุษย์ เปรียบเหมือนเส้นลวดในระดับโมเลกุล โดยกินพลังงานเพียงแค่ 0.0003 วัตต์ ซึ่งแต่ละตัวสามารถทำงานโดยใช้แบตเตอรีเพียงก้อนเดียวตลอดอายุการใช้งานของมัน

เมื่อมีโมเลกุลของแก๊สเป้าหมายมากระทบ คุณสมบัิติการนำไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนไป ซึ่งสามารถระบุชนิดได้โดยคุณสมบัติของการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

ที่มา - Physorg

ในหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเชื่อกันว่า การใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์ (Carboon Nanotube) น่าจะเป็นความหวังใหม่ในการกักเก็บไฮโดรเจน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell)

แต่จนถึงปัจจุบัน การพัฒนาคาร์บอนนาโนทิวบ์ ยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการ ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ ในการใช้กักเก็บไฮโดรเจน ทำให้ความต้องการที่ใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพมากกว่า ยังคงมีความจำเป็นต่อไป

นักวิจัยชาวจีน Dapeng Cao ได้เสนอความคิดที่จะใช้ ซิลิคอนนาโนทิวบ์ (Silicon Nanotube) แทนที่จะเป็นคาร์บอนเหมือนแต่ก่อน โดยข้อมูลจากการจำลองโครงสร้างทางโมเลกุล พบว่า การใช้ซิลิคอนจะสามารถกักเก็บไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า การใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์ โดยเป็นการเปรียบเทียบ ในภาวะการใช้งานของเซลล์เชื้อเพลิงในปัจจุบัน

แต่ถึงอย่างไร ข้อเสนอนี้ก็ยังเป็นแค่แบบจำลอง ยังคงต้องรอการพิสูจน์ในทางปฏิบัติต่อไป

ที่มา - Physorg

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอลบามา เบอร์มิงแฮม (University of Alabama at Birmingham) ประสบความสำเร็จในการสร้าง นาโนมอเตอร์ ที่สามารถเคลื่อนที่ได้โดยการเปลี่ยนแปลงอุณภูมิ ระหว่างจุดสองจุด

นาโนมอเตอร์ดังกล่าว ประกอบไปด้วย คาร์บอนนาโนทิวบ์ ที่ล้อมด้วยนาโนทิวบ์ขนาดสั้นกว่า ซึ่งมีพฤติกรรมหมุนรอบแกนของคาร์บอนนาโนทิวบ์ ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า หรือ ถอยหลังได้

นักวิจัย สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ ได้โดยการให้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ระหว่างจุดสองจุดของนาโนทิวบ์ที่ยาวกว่า นาโนทิวบ์ที่สั้นกว่า ก็จะเคลื่อนที่จากอุณภูมิสูง ไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า ซึ่งถือว่าเป็นครั้งแรก ที่เราสามารถสร้างนาโนมอเตอร์ ที่ใช้ควากแตกต่างของอุณหภูมิ เป็นตัวขับเคลื่อน

สำหรับการนำไปประยุกต์ใช้งาน ก็เช่น ทางการแพทย์ หรือการสร้างวัสดุชนิดใหม่

ที่มา - Physorg

ขอโทษด้วยครับ ชื่อมหาวิทยาลัยในข่าว ไม่ใช่หมาวิทยาลัยเบอร์มิ่งแฮมครับ แต่เป็น มหาวิทยาลัยบาเซโลนา ประเทศสเปนครับ