นาโนเทคโนโลยีคื ออะไร · 1 นาโนเทคโนโลยีคื ออะไร คํ าาวนาโน (Nano) แปลว...

1

นาโนเทคโนโลยีคืออะไร

คําวา นาโน (Nano) แปลวาคนแคระในภาษากรีก แตโดยมากจะเปนคาํที่เรียกกนั

ติดปากและยอมาจากคําวา นาโนเมตร (Nanometre) ซ่ึงหมายถึง สิบกําลังลบเกาเมตร หรือ 1 สวนพันลานของ 1 เมตร คํานิยามอยางคราว ๆ ของ นาโนศาสตร (Nanoscience) ก็คือการศึกษาปรากฏการณทางธรรมชาติของวัตถุที่มีขนาดในชวงนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) สวน นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) ก็จะหมายถึงการสรางและประยุกตวัตถุนาโนนีม้าใชใหเปนประโยชน จุดมุงหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีกค็ือความสามารถที่จะสรางและจัดเรียงอนุภาคตางๆไดตามความตองการ เพื่อสรางสสารหรือโครงสรางของสารในแบบใหมๆที่ใหคุณสมบัติพิเศษที่อาจจะไมเคยมีกอน

นิยามของนาโนเทคโนโลย ี นาโนเทคโนโลยี ดูเหมือนจะเปนคําที่คอนขางใหม แตจริงๆ แลว ไดมีผูที่มองเห็นความเปนไปไดของเทคโนโลยีตัวนี้ตั้งแตเมื่อ 40 ป มาแลว โดยศาสตราจารยริชารด ฟายนแมน (Richard Feynman ผูไดรับรางวัลโนเบลสาขาฟสิกส ในป ค.ศ. 1965) ไดกลาวไวตั้งแตป ค.ศ. 1959 วา "สักวันหนึ่ง เราจะสามารถประกอบสิ่งตางๆ ผลิตส่ิงตางๆ ขึ้นมาจากการจดัเรียงอะตอมดวยความแมนยํา และเทาที่ขาพเจารู ไมมีกฎทางฟสิกสใดๆ แมแตหลักแหงความไมแนนอน (Uncertainty Principle) ที่จะมาขัดขวางความเปนไปไดนี้" [1] ทานยังไดกลาวย้ําถึงเทคโนโลยีตัวนี้วาเปนสิ่งที่หลีกเลี่ยงไมได

นาโนเทคโนโลยี ถูกนิยามวาเปนเทคโนโลยีในการประกอบและผลิตส่ิงตางๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอม หรือ โมเลกุล เขาดวยกันดวยความแมนยาํ และถูกตองในระดับนาโนเมตร [2,3] เราอาจจะนิยามเทคโนโลยีที่อารยธรรมของมนุษยไดพัฒนาขึ้น เปน 2 แบบคือ [4]

1. เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) ซ่ึงใชจัดการกบัสิ่งตางๆ หรือ ผลิตส่ิงตางๆ โดยอาศัยวิธีกล เชนตัด กลึง บีบ อัด ตอ งอ และอ่ืนๆ หรืออาจใชวิธีทางเคมีโดยการผสมใหทําปฏิกรยิา โดยพยายามควบคุมสภาวะตางๆ ใหเหมาะสม แลวปลอยใหสสารทําปฏิกริยากันเอง เทคโนโลยีแบบนี้สามารถใชสรางสิ่งเล็กๆไดก็จริง แตกข็าดความแมนยํา และมีความบกพรองสูง การนําเทคโนโลยี

2

แบบหยาบไปสรางสิ่งเล็กๆ เชนไมโครชิพ เราเรียกวาเปนการใชเทคโนโลยีแบบบนลงลาง (Top-Down Technology) ซ่ึงมีขีดจํากัดสูง ซ่ึงอุตสาหกรรมผลิตไมโครชิพก็กําลังเผชญิปญหาในการผลิตวงจรที่ระดับ 0.2-0.3 ไมครอนอยู แมวาวิศวกรอิเล็กทรอนิกสทั้งหลายจะภูมิใจกับความแมนยําในระดบันี้ แตความเปนจริงก็คือ ทรานซิสเตอรที่ผลิตไดในระดบันี้ก็ยังมีจํานวนอะตอมอยูถึงระดบัลานลานอะตอม เราจึงคงเรียกเทคโนโลยีในปจจุบันของมนุษย แมกระทั่งเทคโนโลยีที่ใชผลิตคอมพิวเตอรซ่ึงใครๆตางเขาใจวาเปนเทคโนโลยีไฮเทคนี้วา เทคโนโลยีแบบหยาบ

2. เทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular Technology) ซ่ึงจัดการกับสิง่ตางๆ หรือผลิตส่ิงตางๆ โดยการนําอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียง ณ ตําแหนงที่ตองการอยางแมนยํา ส่ิงที่ผลิตขึ้นมาอาจเปนสิ่งเล็กๆ หรือ เปนสิ่งใหญกไ็ด การนําเอาเทคโนโลยีระดับโมเลกุลไปสรางสิ่งที่ใหญขึ้นมา (เชนพืชสรางผนังเซลลจากการนําเอาโมเลกุลน้ําตาลมาตอกนั) นี้วาการใชเทคโนโลยีแบบลางขึ้นบน (Bottom-Up Technology) เทคโนโลยีระดบัโมเลกุลนี้เองที่เปนนาโนเทคโนโลยี

หากเราเหลียวมองรอบๆ ตัวของเรา อุตสาหกรรมทั้งหลายในปจจุบันลวนแลวแตใชเทคโนโลยแีบบหยาบทั้งสิ้น ในอดีตบรรพบุรุษของเราใชการตัด งอ ดึง กลึง หลอม เพื่อสรางสิ่งตางๆ ตั้งแตยุคหิน มายุคโลหะ แมกระทั่งปจจุบัน เรามีเครื่องจักรที่ซับซอนขึ้น มีความละเอียดมากขึ้น แตเรากย็ังคงใชวิธีทางกลแบบเดิมไมตางกันเลย เพื่อผลิตส่ิงตางๆ แพทยเมื่อ 100 ปกอนใชมีด เพื่อผาตัด ปจจุบันเรามีเลเซอรใช แตสังเกตดีๆ วาเรายังไมอาจหนวีิธีการเดิมๆคือ การตัดเอาเนื้อเยื่อออก แลวปลอยใหแผลรักษาตัวมันเองโดยธรรมชาติ ตลอดอารยธรรม 2 ลานปของมนุษยเรายังคงวนเวียนอยูกับเทคโนโลยีแบบหยาบตลอดเวลา

ความเปนมาของนาโนเทคโนโลยี

ฟสิกสของอะตอม และ กลศาสตรควอนตมั จุดหกัเหของอารยธรรมของมนุษย และเปนจุดที่จะเปลี่ยนเทคโนโลยีจากแบบเดิมคือหยาบไปสูเทคโนโลยีระดับโมเลกลุนั้น เกิดขึน้จากการคนพบอะตอมและศาสตรที่อธิบายความเปนอยูของสรรพสิ่งในระดับอะตอม หรือ กลศาสตรควอนตัมนั่นเอง ชวงเวลาตลอด 50 ปแหงการพฒันาทฤษฎีควอนตมัระหวางป ค.ศ. 1900-1950 เปนชวงเวลาทีสํ่าคัญแหงประวัติศาสตรมนุษยชาต ิเปนชวงเวลาที่สรางนักวิทยาศาสตรมันสมองอัจฉริยะของโลกไวมากมาย นับแต ไอนสไตน บอร บอรน ออพเปนไฮเมอร ดิแรก ชโรดิงเจอร โบลทสมันน แมกซเวลล แพลงค ทอมสัน รัธเทอรฟอรด เพาลี เดอบอยล และ ไอเซนเบอรก แมกระทั่งมาถึงคนรุนหลังอยาง ฟายนแมน และ โคหน (รางวัลโนเบลสาขาเคมีควอนตัม ค.ศ. 1998 รวมกับ โพเพิล) ก็ถือเปนผลพวงจากชวงเวลาดังกลาว

3

บุคคลเหลานี้ไดทุมเทสติปญญาตลอดชวงเวลาดังกลาว เพื่อแสวงหาความเขาใจความเปนไปของสรรพสิ่งในระดับของอะตอม พัฒนาการในความเขาใจในทฤษฎีดังกลาว มาถึงจุดที่มนุษยมีความสามารถในการทํานายที่ใหผลแมนยาํสูง

ความรูในทางกลศาสตรควอนตัมไดผลิดอกออกผลไมเพยีงแตในสาขาฟสิกสเทานั้น หากมันยังเปนพื้นฐานทั้งหมดของวิชาเคมีเลยทีเดียว จนสามารถกลาวไดวาหากไมมีกลศาสตรควอนตัมก็ไมมีเคม ีเพราะเราไมอาจอธิบายสมบัติในระดับอะตอมและโมเลกุล ซ่ึงก็คือเนื้อหาของวชิาเคม ีไดเลยหากปราศจากความรูในเรื่องของอิเล็กตรอน ซ่ึงอธิบายไดดวยทฤษฎีควอนตัม ดวยเหตนุี้ในป ค.ศ. 1998 คณะกรรมการตัดสินรางวัลโนเบลจึงไดมอบรางวัลใหแก โคหน และ โพเพิล ซ่ึงไดพัฒนาวิธีการคํานวณทางกลศาสตรควอนตัม จนมีความแมนยําสูงและใชงานงาย ทําใหงานวิจยัทางเคมีไดเปลี่ยนรูปโฉมไปอยางมากตลอด 20 ปหลังนี้ โดยนักเคมีสามารถใชโปรแกรมคํานวณทางกลศาสตรควอนตัมสําเร็จรูป ตัวอยางเชน GAUSSIAN [5] เพื่อศึกษาสมบัติในระดับจลุภาค ควบคูไปกับการทําการทดลอง นอกจากคุณูปการทีท่ฤษฎีควอนตมัมีตอสาขาเคมีแลว มันยังไดขยายผลไปสูสาขาชีววิทยา และ ชีววิทยาระดับโมเลกุลดวย ทําใหปจจบุันเรามีความเขาใจตอกลไก ของชีวิตในระดับโมเลกุลไดดีขึ้น มีผลไปสูการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพที่ชวยทําใหความเปนอยูของมนุษยดีขึ้น

เมื่อเรามีความเขาใจธรรมชาติในระดับอะตอมและโมเลกุลที่ดีขึ้น ทําไมเราจะไมสามารถพัฒนาเทคโนยีในระดับอะตอมและโมเลกลุได ดวยความรูทางวิทยาศาสตรในปจจบุัน ซ่ึงไมไดปฏิเสธความเปนไปไดของเทคโนโลยีระดบัอะตอมหรือนาโนเทคโนโลยีนี ้ทําใหเรายิ่งมีความหวังวาความรูทางวิศวกรรมระดบันาโนเมตรนาจะสามารถพัฒนาขึ้นมาจนนําไปสูการเกดิขึ้นของนาโนเทคโนโลยีได

ปฐมบทของนาโนเทคโนโลย ี

นาโนเทคโนโลยี เกิดขึน้ที่หองแลปของซีร็อกซ ที่ช่ือวา PARC (Xerox's Palo Alto Research Center) ซ่ึงเปนแหลงตนกําเนิด ของเทคโนโลยีที่กาวหนาดานตางๆ ของโลกในปจจุบัน โมเสค(Mosaic) ซ่ึงตอมากลายเปน เนทสเคป(Netscape) ก็เปนตวัอยางหนึ่ง

โดยยอนกลับไปเมื่อป 2519 นาย Ralphe Merkle กับบัณฑิตจากสแตนฟอรดจํานวนหนึ่ง พัฒนาเทคโนโลยีเขารหัสในคอมพิวเตอร ที่ตอมาชื่อ Pretty Good Privacy ขึ้น ขณะเดียวกัน ก็ใชเวลาวาง จําลองสิ่งตางๆในระดับโมเลกุลข้ึนมา โดยคิดวา อุตสาหกรรม ควรสรางสิ่งตางๆมาจากระดับโมเลกุล เพื่อใหไดส่ิงทีถู่กตองสมบูรณ อาทิ เครื่องมือผาตัดในปจจุบัน มีขนาดใหญเกนิไป ถาเราสามารถสรางเครื่องมือที่มีขนาดเทาโมเลกุล(สามารถตัดสินใจเองได ดวยคอมพวิเตอรระดับโมเลกุล จะทําใหเราฉีดเขาไปในรางกาย เพื่อรักษาโรคมะเร็ง ฆาแบคทีเรีย ไวรัส หรือกําจัด ไขมนั

4

อุดตันในเสนเลือดไดแตความจริง ความคดินี้ได ถูกเผยแพรมาตั้งแตป 2502 แลว โดย นักวิทยาศาสตรที่ช่ือ Richard P. Feynman แตใชคําวา Minimanufacturing ยิ่งกวานั้น ในป 2532 สถาบันโฟรไซธ(Foresight Institue) ไดตดัสินใจ มุงเนนวิจยันาโนเทคโนโลยีอยางจริงจัง ซ่ึงสรางความฉงน และไดรับคําเยาะเยยจากผูที่ยังมองภาพไมออกพอสมควร

แตทันทีที่เปดสัมนาขึ้น กลับมีนักวิทยาศาสตรจากทั่วโลก เขารวมกวา 300 คน และในป 2539 มีนักเคมใีนสาขาเคมี ไดรับรางวัลโนเบล จากการคดิคน "nanotubes" ที่มีขนาดเล็กวาเสนผมของมนุษย 1/50,000 เทา เมื่อนํามาประกอบกัน จะแข็งกวาเหล็ก 100 เทา ซ่ึงคาดวาจะสามารถนํามาทําอุปกรณตางๆ ไดในอนาคตอันใกลนี ้ทําใหนาโนเทคโนโลยี ไดรับความสนใจจากบุคคลทั่วไป และส่ือตางๆ มากขึ้น

แลวท่ัวโลกมีความเคลื่อนไหว ในเรื่องนี้อยางไร รัฐบาลญี่ปุน - เห็นความสําคัญของ จักรกลขนาดจิว๋ วาจะเปนเทคโนโลยีแหงอนาคต จึงสนับสนุนดานเงินทุน ผานกระทรวงอุตสาหกรรมและการคาระหวางประเทศ(MITI) ในการรวมมอืกับ บริษัทในยโุรปพัฒนานาโนเทคโนโลยี นอกจากนี้ยังม ีมหาวิทยาลัยเทคนิคอล ของเดนมารก และ มหาวิทยาลัยเบอรมิงตัน ของอังกฤษ ที่จับมือกันวิจยันาโนเทคอยางลึกซึ้ง ยิ่งกวานั้น ในอเมริกา หนวยงานของรัฐกวา 10 แหง ที่มีการใหเงนิทุนวิจยัดาน โมเลกุลาร นาโนเทคโนโลยี ทั้งหนวยงานดาน สาธารณสุข, พลังงาน, ทหาร, นาซา รวมถึง มหาวทิยาลัยชั้นนํา เชน เอ็มไอที, สแตนฟอรด, คอรเนลล และ ไรซ ตางก็มงีานวิจยัดานนีเ้ชนกัน

...และเทคโนโลยีสุดทายของยุคหนาก็คือ นาโนเทคโนโลยี ที่สามารถทําส่ิงประดิษฐใหเล็กขนาดเทาโมเลกุล สามารถสั่งงานไดตามตองการ เชน เรามีหุนยนตจิว๋ขนาดเทาไวรัส ก็ตั้งโปรแกรมใหไปทําลายไวรัสตัวนั้น หรือไปจับแยกออกจากเม็ดเลือดขาว เพื่อรักษาโรคเอดสได ดวยการทานเม็ดแคปซูลที่บรรจุหุนยนตจิว๋เม็ดละ 1 พันตัว เขาไปมื้อละ 2 เม็ดเทานั้น เปนตน]

ลองมามองในมุมมืดดูบาง ถามีคนสามารถสรางนาโนเทคโนโลย ี เปนอาวุธทําลายลาง แตไมใชระเบดิอยางที่เปนมา แตเปนการเจาะจงทําลาย เชน ตั้งโปรแกรมใหผูที่มีตาสีฟา ผมสีบรอนซ เปนมะเร็งใหหมด คนที่มีเชือ้สาย จีน หวัใจวายทัง้หมด แลวจะเปนอยางไร รายขึ้นไปอีก เมื่อสามารถจําลองเซลล ของ ฮิตเลอร สตาลิน ขึ้นมาใหมได หรือสรางเครื่องยนตสังหาร ตามลางตามลา เปาหมายที่สามารถระบุรูปพรรณสัณฐานไดอะไรจะเกิดขึ้น

5

สถานการณนาโนศาสตรในประเทศไทย ธันวาคม 2538 - เร่ิมดําเนินการวิจัยทางดาน Computational Nanoscience โดย ดร. ธีรเกียรติ์ ที่ภาควิชาฟสิกส คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหดิล ณ เวลานั้นคนสวนใหญในเมอืงไทยคิดวา "นาโนเทคโนโลยี" เปนเรื่องไรสาระ กรกฎาคม 2542 - กอตั้งกลุมนาโนเทคโนโลยีและอิเล็กทรอนิกสเชิงโมเลกุล มี ดร. ธนากร และ ดร. ธีรเกียรติ์ เปดศักราชดานนาโนเทคโนโลยีเปนครั้งแรกในประเทศไทย คนสวนใหญในเมืองไทยกย็ังคิดวา "นาโนเทคโนโลยี" เปนเรื่องเพอฝน กรกฎาคม 2543 - คณะวทิยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหดิล สนับสนุนการปรับปรุงหองปฏิบัติการทางดานนาโนศาสตร ดร. เติมศักดิ์ และ ดร. อุดม เขารวมทีม ไดรับการสนับสนุนเพราะอยากใหมีการรวมทีมทํางานวิจยั แตเร่ือง "นาโนเทคโนโลยี" ยังคงถูกมองวาไกลความจริง กรกฎาคม 2544 - สํานักงานกองทุนสนับสนุนการวจิัย (สกว.) อนมุัติใหดําเนินการวิจัยทางดานอุปกรณโมเลกลุ นับเปนโครงการวิจยัทางดานนาโนศาสตร โครงการแรกของประเทศไทยที่ไดรับการสนับสนุนจากหนวยงานระดับชาต ิแมจะมีคนสนใจพอสมควร แตมักมี question mark ในใจวามันจะไปรอดเหรอ พฤศจิกายน 2544 - คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหิดล อนุมัติจดัตั้ง หนวยสรางเสริมศักยภาพทางนาโนศาสตร เปนศูนยวิจยัทางนาโนศาสตรแหงแรกของประเทศไทย ไดรับการสนับสนุนทามกลางความกงัขาในเรื่องของประสบการณการทําวจิัย ธันวาคม 2544 -สภาบัณฑิตวิทยาศาสตรแหงประเทศไทย (บวท.) จัดประชุมระดมสมองดานนาโนเทคโนโลยีเปนครั้งแรกในเมืองไทย ประสบความสําเร็จในแงของจํานวนผูเขารวมประชุม แตทัศนคติโดยมากยังไมคิดวาประเทศไทยจะพรอมทําวจิัยดานนี ้ มีนาคม 2545 - ภาควิชาฟสิกส คณะวทิยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหดิล จัด Summer School on Nanoscience and Nanotechnology ตุลาคม 2545 - มีการจัดการประชุม Nanotechnology for the ASEAN Region ขึ้นในประเทศไทย ธันวาคม 2545 - ทานนายกรัฐมนตร ีทักษิณ ประกาศสนับสนุนการวิจัยทางนาโนเทคโนโลยีเพื่อใหประเทศไทยพัฒนาแบบกาวกระโดด เพื่อนําประเทศในภูมภิาคนี้

และลาสุดเมื่อวันที่ 23 ธ.ค.46 พ.ต.ท.ทักษณิ ไดมอบนโยบายใหแกคณะรัฐมนตรีอีกครั้งในการพัฒนานาโนเทคโนโลยี โดยมุงมั่นจะนํามาใชเพิ่มผลผลิตของประเทศ

6

พัฒนาการของนาโนเทคโนโลยีในปจจุบัน นาโนเทคโนโลยีในปจจุบันยังอยูในขั้นเริม่ตนเทานั้น แตก็เปนที่นาดีใจที่ประเทศพฒันาแลวสวนใหญ รวมทั้งประเทศอุตสาหกรรมใหมอยางไตหวัน และเกาหลีใตไดใหความสําคัญตอเทคโนโลยีนี้มาก จึงทําใหสาขานี้ไดรับการพัฒนาอยางรวดเร็ว ความกาวหนาของนาโนเทคโนโลยีในปจจุบนัพอจะสรุปออกเปนสาขายอย ไดดังตอไปนี ้

1. Supramolecular Chemistry และ Self Assembly [22,23] เปนศาสตรแหงการแสวงหาความเขาใจในปรากฏการณที่โมเลกุลตางๆ มายึดเกาะกนัเกิดเปนซูปราโมเลกุลที่มีขนาดใหญ รวมทั้งการคิดคนและพัฒนากระบวนการในการสังเคราะหซูปราโมเลกุลอยางมีประสิทธิภาพ การเกาะกลุมกันของโมเลกุลจนเกิดเปนซูปราโมเลกุลนี้มิไดใชพันธะโควาเลนตทีแ่ข็งแรง หากแตเปนแรงระหวางโมเลกุล (Intermolecular Interactions) ที่มีปริมาณความแข็งแรงนอยกวามาก ผลของการมายึดเกาะกันดวยทิศทางและระยะทางที่แนนอนนี้เอง ทําใหซูปราโมเลกุลที่ได มีความเฉพาะตัว และทําหนาที่อยางเฉพาะเจาะจงได นักวิทยาศาสตรในสาขานี้มสีวนชวยในการพัฒนาจกัรกลนาโนไดอยางมาก เพราะความรูเกี่ยวกับแรงระหวางโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจง จะนํามาสูความเขาใจของกระบวนการประกอบไดเอง (Self Assembly) นอกจากนั้นแลวเขายังจะชวยทําใหเขาใจความเกีย่วของระหวางโครงสรางของซูปราโมเลกุลวามีความเกีย่วของกับหนาที่การทํางานของมันไดอยางไร (Structure-Function Relationship) อันจะนาํไปสูการออกแบบจกัรกลนาโนที่ทําหนาที่ไดเฉพาะเจาะจง

7

รูปท่ี 4. ความสามารถในการประกอบตัวเองได (Self-Assembly) เปนสิ่งที่สําคัญสําหรับนาโนเทคโนโลยี ภาพแสดงโมเลกลุที่สามารถมาประกอบกนัเองดวยแรงกระทําระหวางโมเลกุลที่เหมาะสม ความสามารถในการประกอบตัวเองนี้ เกิดขึน้อันเนื่องมาจากโมเลกุลมีความจดจํากันได (Molecular Recognition) แมวาเราจะผสมโมเลกุลเหลานั้นแบบมัว่ๆ มันก็จะมาประกอบกนัเองไดภายหลัง ( ภาพจาก R. S. Meissner, J. Rebek Jr., and J. de Mendoza, Science 270 (1995) 1485)

2. ตัวอยางความสามารถในปจจุบันของศาสตรสาขานี้ที่เกี่ยวของกับนาโนเทคโนโลยีกไ็ดแก ความเขาใจในกระบวนการจดจํากันเอง (Molecular Recognition) ของโมเลกุลที่มีชองวางภายในขนาดใหญ (Macrocyclic Molecules) กับไอออนโลหะ หรือ โมเลกุลขนาดเล็กอ่ืนๆ ตลอดจนการปรับปรุงกระบวนการสังเคราะหอยางมีประสิทธิภาพ [24,25] การพฒันาตัวเรงปฏิกริยาแบบซูปราโมเลกุล [26] นอกจากนัน้ยังมกีารพัฒนาโมเลกุลที่มีสมบัติในการเปนอุปกรณนาโนอิเล็กทรอนิกส เชน สายไฟระดับโมเลกุล (Molecular Wires) [27,28] เรคติไฟเออรโมเลกุล (Molecular Rectifiers) [29,30] สวิตซและเซนเซอร [31] เปนตน

3. เครื่องมือจัดการกับอะตอม เชน STM (Scanning Tunnelling Microscope) AFM (Atomic Force Microscope) SPM (Scanning Probe Microscope) [32,33] นับตั้งแตมีการสราง STM เปนครั้งแรกเมือ่ป ค. ศ. 1981 ก็ไดมีการผลติเครื่องมือดังกลาว และ เครื่องมือที่ใชเทคนิคคลายๆ กันออกขายทั่วโลก ทําใหการพัฒนาเครื่องมือนี้เปนไปอยางรวดเรว็ เครื่องมือจัดการกับอะตอมในปจจุบันนั้นควบคุมและใชงานงายขึ้นมาก อีกทั้งยังทํางานเรว็ขึ้นอีกดวย นอกจากนีย้ังมีการพัฒนาใหสามารถจัดการกับพื้นผิวที่มีความซับซอนมากขึ้น เชน ชีวโมเลกุล จากเดิมทีม่ีความสามารถเพียงจัดการกับผิวของโลหะ

8

หรือพวกอนินทรียเทานั้น [34] ตอมาในชวงหลังๆนี้ไดมคีวามพยายามที่จะพัฒนาหวัจับ (Tip) ใหมีความสามารถหลากหลายมากขึ้น [35] ทั้งนี้เมือ่ไมนานมานี ้หองปฏิบัติการของ IBM ไดสาธิตการสรางลูกคิดที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก โดยใชโมเลกุลของคารบอน-60 เปนตัวลูกคดิ [36] และใช STM ในการขยับตําแหนงของตวัลูกคิด งานประยุกตของเครื่องมือจัดการอะตอมยังมอีีกมาก เชน ใชเปนเครื่องมือวัดคณุสมบัตริะดับจุลภาคของโมเลกุล เชนการนําไฟฟาของโมเลกุล [37] ใชเปนเครื่องมือในการสงผานแรงเขาไปในโมเลกุล เพื่อทําใหโมเลกุลมรูีปรางที่เปลี่ยนไปเปนผลใหเกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติการนําไฟฟาของโมเลกุล [38] งานประยุกตทีเ่ปนที่คาดหวังในอนาคตก็คือ การชวยในการสังเคราะหโมเลกุลที่ตองการดวยวิธีกล (Mechanosynthesis) โดยการนาํเอาอะตอมมาจัดเรียงกันใหเกิดเปนโมเลกลุโดยไมใชวิธีทางเคมี [39]

รูปท่ี 5.ภาพแสดง Nanoabacus (หรือ ลูกคิดนาโน เปนลูกคดิที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก ตัวลูกคิดทําจากโมเลกุลคารบอน-60) จากเครื่อง STM

4. Fullerene Nanotechnology [40,41] นับตั้งแตมีการคนพบ Fullerene หรือ คารบอน-60 ในป ค.ศ. 1985 [42] นักวิทยาศาสตรก็สามารถสังเคราะหโมเลกุลทีม่ีลักษณะทรงกลมที่มีจํานวนของคารบอนตางๆ กันออกมามากมาย จนกระทั่งป ค.ศ. 1991 ก็สามารถสังเคราะหส่ิงที่เรียกวา ทอนาโน (Nanotube) คือโมเลกุลที่ประกอบดวยคารบอนกอรูปกันขึน้เปนโครงสรางที่มีลักษณะคลายทอ [43] อันนํามาซึ่งงานประยุกตมากมาย เชน สามารถนํามาทําเปนสายนําไฟฟาหรือสวิตซในอุปกรณนาโนอิเล็กทรอนิกส [44] หรือ นํามาทําเปนหัวจับ (Tip) ของเครื่อง STM [45] เปนตน งานประยุกตในอนาคตของทอนาโนนั้นอาจนํามาทําเปน สวนที่ใชยึดโครงสรางระดับนาโนเขาดวยกัน (คลายกับเสาและคานสําหรับตึก) [46] เกียรและมอเตอรสําหรับเครื่องยนตระดับนาโน [47] ความกาวหนาของศาสตรสาขานี้จึงนับวามีความสําคัญตอนาโนเทคโนโลยีเปนอยางมาก

9

รูปท่ี 6.ภาพแสดง Nanotube ที่มาตอกันเปนรูปตวั T เพื่อทําหนาที่เปนอุปกรณสําหรบัวงจรนาโนอิเล็กทรอนิกส สีเขียวแสดงสวนของ tube ที่มีสมบัติเปนตัวนําไฟฟา สีแดงคือสวนที่มีสมบัติกึ่งตัวนํา การที่ Nanotube ซ่ึงประกอบดวยอะตอมของคารบอนมีสมบัติการนําไฟฟาตางกนั ก็เนื่องมาจากขนาดเสนผานศูนยกลางของ tube ตางกันนั่นเอง ทําใหความยากงายในการนําไฟฟาตางกนัดวย (ภาพจาก Drs. Deepak Srivastava, NAS Nanotechnology Group and Madhu Menon, University of Kentucky, Lexington) รายละเอียดใน M. Menon and D. Srivastava, Phys. Rev. Lett. 79 (1997) 4453.

5. วิศวกรรมโปรตีน DNA และการศึกษาจกัรกลเชิงโมเลกุลที่มีอยูแลวในธรรมชาติ [48] จักรกลนาโนที่มีอยูแลวในธรรมชาติอยาง โปรตีน และ DNA เปนตัวอยางที่ดีที่จะทาํใหนักวิทยาศาสตรและวิศวกรนาโนออกแบบจักรกลนาโนฝมือมนุษยตอไป ดังนั้นหนาที่ของศาสตรสาขานี้คือ ตองแสวงหาความเขาใจในการทํางานของจักรกลนาโนที่มีในธรรมชาติใหได จากนั้นก็สามารถนําความรูที่ไดไปออกแบบจกัรกลนาโนฝมือมนุษยตอไป หรือ มิฉะนั้นก็ทําการดัดแปลง โปรตีน หรือ DNA ที่มีอยูในธรรมชาติใหสามารถทํางานในสิ่งที่เราตองการได ไดมีผูศึกษาทีจ่ะนําเอา DNA ซ่ึงในธรรมชาติจะอยูเปนคูวนรอบกันคลายขั้นบันได มาตอกันเปนโครงสรางที่ซับซอนขึ้นเชน โครงสรางแบบกิ่งกาน [49] โครงสรางกลองลูกบาศก [50] หรือแมแตรูปแปดหนา (Truncated Octahedron) [51] โครงสรางเหลานี้สามารถนําไปประยกุตเพื่อทําเครื่องจักรนาโน หรือ อาจเปนโครงสรางพื้นฐานใหส่ิงกอสรางระดับนาโนได

10

รูปท่ี 7.ภาพแสดงแบบจําลองของโมเลกุล DNA ที่นํามาตอกันจนกลายเปนลูกบาศก ทั้งนี้เพื่อแสดงใหเห็นวา DNA สามารถนํามาทําเปน building block หรือ โครงสรางพื้นฐานของสิง่กอสรางในระดับนาโนเมตรได (ภาพจาก http://www.foresight.org/)

6. นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณเพื่อการออกแบบจักรกลนาโน [52] นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณมีความสําคัญตอการพัฒนานาโนเทคโนโลยี ทั้งนี้เพราะจักรกลนาโนที่มนุษยสรางขึ้นตองสามารถควบคุมได การออกแบบจึงตองกระทําดวยความพิถีพิถัน นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณจะเปนเครื่องมือในการทําความเขาใจธรรมชาติระดับอะตอม เพื่อที่เราจะสามารถจะถายทอดความตองการของเราไปยังจกัรกลนาโนได ดงันั้นนักวิทยาศาสตรและวิศวกรนาโนจึงถือวา นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณเปนเทคโนโลยทีี่จําเปนตอการกอกําเนดิ (Enabling Technology) ของนาโนเทคโนโลยี ถาไมมีนาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณ ก็ไมสามารถจะพัฒนานาโนเทคโนโลยีแบบเต็มรูปขึ้นมาได นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณจึงเปนศาสตรที่ไดรับความสนใจอยางมากในขณะนี ้ซ่ึงลาสุดในป ค.ศ. 1998 โคหนและโพเพลิ ก็ไดกลายเปนนักนาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณ 2 คนแรกที่ไดรับรางวัลโนเบล เปนประจักษพยานไดอยางดวีากระบวนการในการออกแบบจกัรกลเชิงโมเลกุลไดรับการยอมรับถึงความสําคัญเปนอยางยิ่ง เร่ืองของนาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณนั้น ผูเขียนจะไดกลาวถึงรายละเอียดในตอนตอๆ ไป

รูปท่ี 8. ทอนาโน (Nanotube) อาจจะดัดแปลงนํามาใชเปนเกียรและแบริ่ง สําหรับสงกําลังในทางวิศวกรรมเครื่องกลระดับโมเลกุล

11

ความเปนไปไดของนาโนเทคโนโลย ีคําตอบมีอยูแลวในธรรมชาต ิ หากเราเชื่อศาสตราจารยฟายนแมนดังที่ทานกลาววา สักวันหนึ่งเราจะสามารถประกอบสิ่งตางๆ และ ผลิตส่ิงตางๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอมดวยความแมนยํา เราอาจจะตองตั้งคําถามสักสองขอวา วันนี้เรามีความสามารถอยางนั้นหรือยัง และ ถาหากเรายังไมไดมีความสามารถอยางนั้น เราจะทําอยางไรเพือ่ที่จะไปถึงจุดนั้นใหได คําตอบสําหรับคําถามแรกนั้นดูจะงายกวามาก กลาวคือ ณ วนันี้เรายังไมมคีวามสามารถอยางนั้นเลย ถึงแมในขณะนี้เราจะมีความสามารถในการจดัวางอะตอมบนพื้นผิวของของแข็งอยางแมนยํา โดยการใช Atomic Force Microscope (AFM) หรือ Scanning Tunnelling Microscope (STM) ในการจับอะตอมไปวางยังจุดที่ตองการ [6,7] และดูเหมือนวาใครก็ตามที่มเีครื่องมือนี้ กส็ามารถที่จะทํางานเกีย่วกับนาโนเทคโนโลยีไดแลว แตความสามารถดังกลาวกย็ังคงจํากดัตัวเองอยูในหองปฏิบัติการชั้นสูงเทานั้น ยังขาดความสามารถในเชิงพาณิชยอันจะกอใหเกิดผลกระทบในวงกวางที่หวังวาจะทําใหเกดิการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งใหมได

คําตอบสําหรับคําถามขอที่สองจึงนาสนใจกวา เราจะไปถึงจุดนั้นไดอยางไร จุดที่อุตสาหกรรมสามารถผลิตสิ่งตางๆ ไดจากการควบคุมโลกของอะตอมอยางแทจริง มีนักวิทยาศาสตรจํานวนมากที่ลังเลและไมแนใจ บางคนมองวานาโนเทคโนโลยีอาจเปนเพยีงนิยายวิทยาศาสตรเทานั้น บางคนเชื่อวานาโนเทคโนโลยีเปนเรื่องของอนาคตที่คอนขางไกล ในขณะทีห่ลายๆ คนเชือ่ในความเปนไปได แตไมแนใจวาเราควรจะพัฒนานาโนเทคโนโลยีขึ้นมาดีหรือไม เพื่อขจัดความลังเลเหลานั้น พรอมทั้งสรางความมั่นใจวานาโนเทคโนโลยีตองเกิดขึ้นแน ขอใหมองไปรอบๆตัว ธรรมชาติไดพัฒนาและใชงานนาโนเทคโนโลยีเพื่อสรางสิ่งมีชีวิตตางๆขึ้นมาทั้งส้ิน เมื่อเซลลสเปรมปฏิสนธิกับไขในครรภมารดา เกิดเปนเซลลเดี่ยวที่แบงตัวและพัฒนาจนกลายเปนทารกที่มีอวัยวะอันซับซอน พัฒนาการตางๆเหลานั้นเกดิขึ้นโดยมีรูปแบบที่คอนขางแนนอน มีระบบควบคุมทําใหอะตอมและโมเลกุลตางๆ จัดเรียงตวั ณ ตําแหนงทีเ่หมาะสม นับตั้งแตโมเลกุล DNA อันเปรียบเสมือนเปนหนวยความจํา ROM (Read Only Memory) ของเซลล ไดถายทอดขอมูลและสารสนเทศไปยัง RNA เพื่อให RNA นําคําส่ังเหลานี้ไปสังเคราะหโปรตีน ซ่ึงเปนเครื่องจักรที่ทําหนาที่สรางสิ่งตางๆในเซลล และนอกเซลล ดังนั้นจักรกลนาโน (Nanomachines) เหลานี้มีอยูแลวในธรรมชาติ มีความสามารถในการสรางสิ่งตางๆ ดวยความแมนยําในระดับอะตอม

12

แมเราจะเชื่อวานาโนเทคโนโลยีคือส่ิงที่เปนไปได แตการตอบคําถามขอที่สองวาเราจะไปถึงจุดนั้นไดอยางไรก็ยังเปนสิ่งที่ตอบยาก อยางนอยก็ไมใชเวลานี ้ทั้งนี้เนื่องจากเราไมอาจรูวาพัฒนาการของเทคโนโลยีจะเปนอยางไร แมกระทั่งเพยีงอีก 10 ปขางหนา ดังคํากลาวของ K. Eric Drexler ผูเชี่ยวชาญทางนาโนเทคโนโลยีไดกลาวไววา เทคโนโลยีมีลักษณะเดียวกับ วิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตตามทฤษฎีของชาลส ดารวิน [8] คือ เมื่อมันเกดิขึ้นมา มันก็จะมีการแปรเปลี่ยนใหแตกตางออกไป (Variation and Mutation) จากนั้นมนัจะแขงกันแพรพันธ เทคโนโลยีที่ขาดความสามารถในการแขงขัน จะคอยๆ ลดจํานวนลงไป จนในที่สุดจะเหลอืแตกลุมของเทคโนโลยีที่รอดพนจากการสูญพันธ เหตนุี้จึงยากตอการทํานายวาทิศทางของนาโนเทคโนโลยีจะเปนอยางไรตอไป รูแตเพยีงวาจากความรูทางฟสิกสในปจจุบันนี ้นาโนเทคโนโลยีฝมือมนุษยมีความเปนไปได ดวยเหตนุี้นักวิทยาศาสตรและนักนาโนเทคโนโลยีในปจจุบันจึงแนะนําวา ทางไปสูจุดที่นาโนเทคโนโลยีจะสามารถพัฒนาจนเปนอุตสาหกรรม นาจะยึดตามแนวทางของธรรมชาติ หรือเลียนแบบนาโนเทคโนโลยีของธรรมชาตินั่นเอง เชน เราตองพยายามเขาใจจักรกลนาโนของธรรมชาติวามันทํางานอยางไร แลวนาํมาพัฒนาหุนยนตโมเลกุล (Molecular Robotics) ฝมือมนุษยในภายหลัง ตารางที่ 1

13

ซ่ึงแสดงการเปรียบเทียบการทํางานของกลไกตางๆตามหลักวิศวกรรมเครื่องกล กับ จักรกลนาโนที่มีอยูแลวในธรรมชาติ [9,10] นั้นทําใหยิ่งมัน่ใจวานาโนเทคโนโลยีฝมือมนุษยมีความเปนไปไดสูง หากเรามีความรูความเขาใจในจักรกลนาโนที่มีอยูแลวในธรรมชาติมากขึ้น

ผลงานจากนาโนเทคโนโลยี

โปรตีน จักรกลนาโนอันนาทึ่ง ศาสตรในการออกแบบและผลิตจักรกลนาโนหรือหุนยนตโมเลกุลฝมือมนุษยนั้น ในขณะนี้ไดรับการรูจักกนัทั่วไปวา วิศวกรรมเชิงโมเลกุล (Molecular Engineering) เปนการผสมผสานกันระหวาง วิศวกรรมเครื่องกลกับวิทยาศาสตรเชิงโมเลกุลอยาง ฟสิกส เคมี หรือ ชีววิทยาเชิงโมเลกุล (Molecular Biology) ซ่ึงในเวลานีย้งัอยูในขั้นเริ่มตนเทานั้น นักวิทยาศาสตรและวิศวกรนาโนใหความสนใจในปญหาเกี่ยวกับโปรตนีเปนพิเศษ เพราะโปรตีนเปนโมเลกุลที่มีอยูในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ทําหนาที่หลากหลายตั้งแตการชวยสังเคราะหโปรตีนดวยกันเอง ควบคุมใหปฏิกริยาตางๆ เกิดขึ้นได เชนการเผาผลาญอาหาร การกําจัดสิ่งแปลกปลอม เปนตน ควบคุมการเขาออกของสารเคมีตางๆ ผานเซลล ไปจนถึงการทําหนาที่เปนโครงสรางใหกับอวัยวะ หรือทําใหสัตวเคล่ือนไหวได โปรตีนเปนโพลิเมอรที่ประกอบขึ้นมาจากกรดอะมิโนเพียง 20 ชนิดเทานั้น เมื่อกรดอะมิโนแตละตัวมาเชื่อมตอกันแบบหนึ่งตอหนึ่งแลว มันจะปรับเปลี่ยนรูปรางของโปรตีนไปสูโครงสราง 3 มิติที่มีความซับซอน เราเรียกกระบวนการนี้วา Protein Folding ซ่ึงเปนกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โปรตีนที่มีโครงสราง 3 มิตินี้เองจะสามารถทําหนาที่ตางๆ อยางเฉพาะเจาะจงได อันเนื่องมาจากโครงสรางและรูปรางที่เฉพาะเจาะจงของมัน นักวิทยาศาสตรพยายามทํานายวิถีทางของการปรับเปลี่ยนรูปรางของโปรตีนไปสูโครงสราง 3 มิติ แตก็ยังไมพบขอสรุปที่ชัดเจน [11-13] อยางไรก็ตามแมเราจะยังไมสามารถหาหลักการใดๆ มาอธิบาย Protein Folding ในธรรมชาติได แตก็ไมไดหมายความวาเราจะไมสามารถออกแบบโปรตีนทีส่ามารถปรับเปลี่ยนรูปราง ใหเปนไปตามความตองการของเราได วิศวกรเชิงโมเลกุลไมตองการรูหลักการที่ใชอธิบาย Protein Folding ในธรรมชาติอยางสมบูรณก็อาจสามารถออกแบบโปรตีนได โดยใชขอมูลและความรูที่อธิบายเพียงแตละสวนของ Protein Folding ก็พอเพยีงแลว ซ่ึงก็มีผูยึดแบบแผนนี้และนํามาออกแบบและสังเคราะหโปรตีนดวยฝมือมนษุย (de novo Design) ไดสําเร็จดวย [14,15] ศาสตรแหงการออกแบบสิ่งตางๆ ที่จําเปนตอนาโนเทคโนโลยีนี้เรียกรวมๆ กันวา นาโนเทคโนโลยีเชิงคํานวณ (Computational Nanotechnology) ซ่ึงจะกลาวถึงโดยละเอยีดในตอนตอๆไป

ความนาทึ่งอีกอยางหนึ่งของโปรตีนก็คือ มันมีความสามารถในการประกอบตัวเองได (Self Assembly) มีผูทําการทดลองแยก ribosome ซ่ึงเปนอวัยวะหนึ่งในเซลลที่ทําหนาที่ผลิตโปรตีน

14

ออกเปนโมเลกุลยอยๆ ซ่ึงประกอบดวยโปรตีนถึง 50 ชนิด แลวลองผสมรวมกันใหมในหลอดทดลอง ผลที่ไดคือ โมเลกุลเหลานั้นรวมตวักันเองจนกลับมาเปน ribosome ไดเหมือนเดิม [16] ถาหากเราจับไวรสั T4 ซ่ึงเปนไวรัสที่เกาะกินแบคทีเรีย แลวแยกชิน้สวนไวรัสออกเปนโมเลกุลโปรตีนตางๆ แยกชนิดกัน จากนั้นนํากลับมารวมกันใหมในหลอดทดลอง เขยาๆ ผลที่ไดก็คือโมเลกุลของโปรตีนเหลานัน้จะกลับมารวมตัวกันเกิดเปนไวรัส T4 อีกได (ความสามารถในการประกอบตัวเองไดนี่เอง นาจะเปนมูลเหตุใหการผลิตยาปราบไวรัสทําไมคอยไดผล เนื่องจากนักวิทยาศาสตรและแพทยยังไมมีความรูในเรื่องนี้อยางถองแท: ผูเขียน) ความสามารถในการประกอบตัวเองนี้เปนสิ่งสําคัญที่นาโนเทคโนโลยีฝมือมนุษยจะตองม ีเพราะเปนพืน้ฐานที่ทําใหจักรกลนาโนมีราคาถูกในการผลิต

รูปท่ี 3.ไวรัส T4 (ภาพจาก Phage et al Ltd.)

นอกจากความสามารถในการประกอบตัวเองแลว จักรกลนาโนก็ตองการความสามารถในการขยายพันธไดดวย (Self Replication) เพื่อที่จะทาํใหการผลิตจกัรกลนาโนเปนไปไดในราคาถูก คุณสมบัตินี้เปนสิ่งที่เปนไปได ไดมีผูลองแยกเอา RNA (RNA เปนโมเลกุลที่จับตัวเปนคู พนัรอบกันเหมือนเกลียวเชือก) ออกจากเซลลมาใสในหลอดทดลอง แลวใสวัตถุดิบที่จําเปนตอการสราง RNA ลงไป จากนั้นนําเอาเอนไซมที่ชวยในการสราง RNA ใสลงไปดวย ผลก็คือ RNA ที่จับคูกันอยูเร่ิมแยกออกจากกัน และเอนไซมที่ใสลงไปจะคอยๆ นาํเอาวัตถุดิบมาสรางคูของ RNA ที่อยูโดดเดี่ยวข้ึนมาใหม เมื่อได RNA ที่เปนคูกันแลว มันจะแยกออกจากกนัอีก แลวเอนไซมกจ็ะนําเอาวัตถุดิบมาสรางคูของมันอีก วนเวยีนเชนนีจ้นกระทั่งไมมีวตัถุดิบเหลือในหลอดทดลอง จะเหน็วา Self Replication สามารถเกิดขึ้นไดนอกเซลลของสิ่งมีชีวิต เปนกลไกที่มนุษยสามารถออกแบบใหเกดิขึ้นกับนาโนเทคโนโลยีได

ในแงของนาโนเทคโนโลย ีโปรตีนเปนจักรกลนาโนที่ไดรับคําส่ังใหทํางานที่ไดรับมอบหมาย โดยโปรตีนถูกควบคุมการทํางานดวยระบบพนัธุกรรมหรือจาก DNA นักนาโนเทคโนโลยีจึงมองวาหากเราตองการสรางจักรกลนาโนฝมือมนษุยขึ้นมา ก็ควรที่จะตองมีระบบควบคุมที่คลายๆ กัน DNA จึงไดรับความสนใจมากเชนกนั [17-19] ระบบสารสนเทศที่นาโนเทคโนโลยีอาจจะสรางขึ้น

15

ไดในภายหนานี้ รูจักกนัในนามของ นาโนคอมพิวเตอร (Nanocomputer) [20,21] โดยตัวนาโนคอมพิวเตอรนีจ้ะเปนสวนสมองของจักรกลนาโนที่เราสรางขึ้น คอยควบคุมการทํางานของจักรกลนาโน

การใชงานและผลกระทบนาโนเทคโนโลยี (nanotechnology)

นาโนเทคโนโลยีกับงานตํารวจ

การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีในดานตาง ๆ มีกระทบตอการทํางานของตํารวจ 2 ดาน คือ

1. ผลกระทบดานบวก การใชนาโนเทคโนโลยีที่เปนประโยชนตองานตาํรวจ ไดแก

1.1 เสื้อเกราะ การพัฒนานาโนเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ใหสามารถผลิตเสนใยนาโนไฟเบอร (nonofiber) ใหมคีวามแข็งแรงมาก น้ําหนักเบา มีเสนใยเลก็ ๆ ที่ทําใหทนตอการชํารุด หรือฉีกขาดแข็งแรงจนกระทั่งทนตอแรงกระสุน จึงอาจนํามาผลิตเปนเสื้อเกราะทีบ่างและเบา แตมีประสิทธิภาพมากสําหรับสวมใสไดสะดวก

1.2 นาโนคอมพิวเตอร ซ่ึงมีขนาดเล็กและสามารถบรรจุขอมูลไดมากมาย เจาหนาทีต่ํารวจทุกนายสามารถพกกาออกปฏิบัติงาน ใชตรวจสอบขอมูลคนราย ทะเบยีนตาง ๆ และใชเปนเครื่องมือส่ือสารไดอยางรวดเร็ว อาจมีเครื่องสอดแนม เชน เครื่องดักฟง กลองถายรูปที่มีขนาดเล็กจนไมสามารถมองเห็นได

2. ผลกระทบดานลบ

2.1 อุปกรณจ๋ิว นาโนเทคโนโลยีถูกใชเปนเครื่องมือหรือชองทางในการกระทําผิดทางอาญาได เชน อุปกรณจิว๋ทางการแพทย อาจถูกใชเปนอาวุธในการฆาตกรรม

2.2 อาวุธ อาวธุที่มีขนาดเล็ก เรียกวา nonoweapon ซ่ึงสามารถซุกซอนไปกออาชญากรรมไดทุกพืน้ที ่

นาโนฯ กับการศึกษาศ.ดร.วิวัฒน ตณัฑะพานิชกุล ผอ.ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาต ิ(ในขณะที่ทําตนฉบับอยูนี้) มองวา

“ในโลกนี้ไมมอีะไรที่มีแตขอดี 100% อยางจีเอ็มโอ เมื่อมีคนตอตาน การจะไปเปลี่ยนความคิดเขากย็าก นาโนฯก็เหมือนกนั ตอนนี้ Greenpeace เร่ิมรณรงคดานนาโนฯ ขอรองใหหยุดวิจัยเพราะไมมั่นใจในความปลอดภัย เราจึงตองสราง Public Awareness ใหประชาชนมีความรูความเขาใจเหน็ประโยชนตัง้แตเร่ิมตน"

16

ศูนยนาโนฯ จึงมีงานพัฒนาการศึกษาที่เผยแพรความรูดานนาโนเทคโนโลยีใหกับบคุคลทั่วไป รวมทั้งเยาวชนในรูปแบบตางๆ เชน จัดสัมมนา การประชุมวิชาการ และการฝกอบรม โดยมุงเนนการเรยีนรูดานนาโนฯ ใหแกนกัเรียนในระดับประถมศึกษา และมัธยมศึกษาผานสื่อการเรียนรูตางๆ เพื่อใหเยาวชนเกิดความสนใจ และเปนการเตรียมพรอมสูการเรียนขั้นสูงตอไป

“ทรัพยากรบุคคล คือ หัวใจสาํคัญ และภายใน 5 ป เรามีแผนในการพัฒนาบุคลากร โดยไดรับทุนไปศกึษาตางประเทศ 48 ทุน ขณะนี้อยูระหวางการประกาศรบัสมัคร อีกทางหนึ่งกไ็ดสนับสนุนสถานบันการศึกษาในประเทศเปดหลักสูตรเกีย่วกับนาโนฯ โดยเนน ป.โท เปนอันดับแรก ตามดวย ป.เอก เมื่อประเทศมีความพรอม และตลาดดานนาโนฯ ขยายตวัเพยีงพอจึงเปดหลักสูตรป.ตรี โดยตั้งเปาไววาจะไดบุคลากรที่มีความเชีย่วชาญอยางนอย 2,500 คนภายใน 5 ป”

ปจจุบันไทยยงัไมมีสถาบันไหนเปดสอนหลักสูตรนาโนฯ โดยตรง มีเพียงการบรรจเุปนวิชาเลือกในมหาวิทยาลัยบางแหง เชน จฬุาฯ มหิดล และสถาบันเทคโนโลยีแหงเอเชยี

“ในตางประเทศที่ Finders University ประเทศออสเตรเลีย เปนแหงแรกของโลกที่เปดสอนหลักสูตรป.ตรี ดานนาโนฯ เปดมาแลว 4 ป จะมีผูสําเร็จการศึกษาอีกไมนานนี้ คาดวาอีก 20-30 ปขางหนา คนในวงการนาโนฯ ในหลายประเทศจะจบจากออสเตรเลีย"

ศ.ดร.สมศักดิ์ ปญญาแกว คณะวิศวกรรมศาสตร จุฬาฯ “ผมมาจากคณะวิศวะฯ กําลังมองวาศาสตรทางวิศวกรรมนี่ตองเปลี่ยนไป เดิมที่เด็กเขามา

เรียนวิศวะไมไดเรียนชีววิทยา แตจะเห็นวาศาสตรนาโนฯ เปนศาสตรลูกผสม เปน สหวิทยาการ ตอนนี้คณะวิศวะฯ จฬุา กําลังมองการสรางหลักสูตร Nan engineering และการรับเดก็เขามาเรียนอาจจะตองคัดเลือกจากคณะแพทยมา"

จึงเปนแนวโนมคอนขางชัดวา การเรียนรูวทิยาศาสตรตอไปจะเนนการประยุกตจากหลายวิชามากขึ้น นอกจากวิชาพื้นฐานที่หนไีมพนอยาง คณิต ฟสิกส เคมี และชีววิทยา และยังจําเปนอยางยิ่งที่จะตองรูเกี่ยวกับเศรษฐกิจและสังคมดวย ทั้งนี้เพราะนาโนเทคโนโลยีจะกลายเปนสวนหนึ่งของชีวิตมนุษยในอนาคต

นอกจากนี้ทางสํานักงานคณะกรรมการขาราชการพลเรือน (กพ.) ยังออกมาย้ําถึงความพรอมสนับสนุนทุน ตามความตองการของภาครัฐศึกษาตอระดับที่สูงกวาปริญญาตรีวา แนวโนมการใหมีทุนการศึกษานาโนเทคโนโลยีมาแรง โดยเฉพาะการแพทยนาโน

17

นาโนเทคโนโลยี ในสายตานักนิวเคลียร

นักวิทยาศาสตรทราบกันนานแลววา ถาน ถานหิน ไสดนิสอดํา และเพชร นั้น มีองคประกอบอยางเดียวกัน คือ คารบอน แตมีความแตกตางกนัที่โครงสราง ที่ทําใหเพชรเปนสสารที่แข็งที่สุด ขณะทีก่ราไฟต หรือไสดินสอ มีความออนแอที่สุด การจัดโครงสรางของสารที่ไมเหมือนกัน ทําใหชิปของคอมพิวเตอร (computer chip) แตกตงจากทรายชายหาด ทัง้ๆที่เปนซิลิกอนธาตุเดียวกนั และแมแตในธรรมชาติ เซลลมะเร็งกับเซลลอวัยวะปกติ ก็มีโครงสรางของเซลลเหมือนกนั ตางกันแตเฉพาะ การจัดเรียงอะตอมบางสวนเทานั้น จากฐานความคิดดังกลาวขางตน ทําใหนกัวิทยาศาสตร หันมามองโมเลกุล หรืออณูในขนาดใหญกวาธาตุ อาจมองเห็นไดวา น้ํามันเบนซิน หรือน้ํามันดีเซล ก็เปนสารกลุม “ไฮโดรคารบอน” เชนกัน จึงเปนเหตุใหมกีารคดิคนเพิ่มเติม ทําใหมีการผลติกาซโซฮอล และไบโอดีเซลขึ้นได

ดีเอ็นเอ (DNA) ที่เปนรหัสพนัธุกรรมของสิ่งที่มีชีวิต ก็จดัเปนโมเลกุลขนาดใหญ แตอยูในระดับนาโน เปนตัวบงชี้ ถึงความมหัศจรรย ของธรรมชาติ เพราะจากเซลลเล็กๆ ของมนุษยนั้น มีความแตกตางกันไปทุกรูปนาม และทําใหเกิดแนวทาง ผลิตสายพันธุส่ิงมีชีวิตใหม ทีค่ัดเฉพาะสวนที่ดีไว ที่เรยีกวา การตัดตอยนี (GMD) นั่นเอง

องคความรูที่ประมวลมาเปน “นาโนเทคโนโลยี” มิใชเกิดมาชั่วขามคืน แตสรางสมประสบการณ จากวิทยาการเดิม ในสาขาวชิาตางๆ และนํามาทบทวนเปนระบบ โดยเนนเฉพาะ เร่ือง ที่เกี่ยวของกับ มิติระดบันาโนเมตร ดังนั้น วิทยาการนาโนเทคโนโลยี จึงเปนเวทีที่เปดกวาง สําหรับนักวิทยาศาสตร และผูทํางานในแวดวงเทคโนโลยีสาขาตางๆ สรางนวัตกรรมใหม ในระดับนาโนได

18

นาโนเทคโนโลยีท่ีประสบความสําเร็จ

เทคโนโลยีรุนแรกๆ ที่ถือวาเปนผูนําของนาโนเทคโนโลยี คือ ช้ินสวนอิเล็กทรอนิกส ในคอมพิวเตอร โทรศัพทเคล่ือนที่ กลองดิจิทลั ระบบโสตทัศนอุปกรณสมยัใหมตาง ๆ ซ่ึงลวนแลวแตเปนอุปกรณ เครื่องมือชนิดจิ๋วแตแจวทั้งส้ิน เครื่องสําอางประทินผิว และครีมกันแดด บางสวนไดรับการสรางสรรค ใหมีเนือ้สารเนียน ในระดับนาโน เสนใยเสื้อผาสมัยใหม ถูกออกแบบ และถักทอดวยวิธีนาโนเทคนิค ไดเนื้อผาที่นุมเนียน ดูดซับน้ําและความชื้นไดด ีทําใหรูสึกเบาสบาย ทางดานสุขภาพ ก็มีการใช นาโนเทคโนโลยี สกัดสารอาหาร ระดับโมเลกุล ผลิตเปนอาหารเสริมสุขภาพ และยารักษาโรค ที่ทําใหการดดูซึมสารอาหารดียิ่งขึ้น รวมทั้งความสําเร็จ ในการผลิตเสนทอจิ๋วและสายไฟจิ๋ว (nanotubes and nanowires) การผลิตไสกรองน้ํา และฝุนละอองระดับนาโน (nanofilters) สําหรับงานดานสิ่งแวดลอม

บางครั้งส่ิงประดิษฐใหมๆ เหลานี้ ก็ไมใชเรื่องใหมเสียทีเดียว ในอดีต การถักทอผา ที่มีคุณสมบัตินุมเนียน และแนบเนื้อเย็นสบายก็มี เชน ผาไหมเนื้อละเอียด ผาพันคอเนื้อนุม แตหากใชวิธีการนาโนเขาจับ ก็ทําใหเราเขาใจผลิตภัณฑนั้นมากขึ้น และรักษาคุณภาพ ผลิตภัณฑ ไดสมบูรณ

การชงกาแฟ หากมีการคนที่ละเอียด ทําใหกาแฟรสชาติอรอยขึ้น และแมแตขนมเคก หากตแีปงและไขใหเนียน มรีสนุมและราคาดี เปนสวนหนึ่งของชีวิตประจําวนั ที่นําเอานาโนเทคโนโลยี มาอธิบายไดวา เพราะการคนกาแฟ และการตีไขในขนมเคก ทําใหโมเลกลุขนาดใหญ แตกกระจาย มีขนาดเล็กลง สูระดับไมโครและนาโนเมตรนั่นเอง

แทจริงแลว การที่จะทําใหกลุมของโมเลกุล มีขนาดเล็กลง และเรียงตวัเปนระเบียบนั้น มิใชเร่ืองงายๆ การชงกาแฟ หรือการตีไข มิไดหมายความวา โมเลกุลของกาแฟ หรือโปรตีนของไข จะแยกยอย เปนอณูขนาดเดียวกนัเสมอไป ดังนั้น การศึกษาเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยี จึงตองพิถีพิถัน และเอาใจใสอยางลึกซึ้ง จึงจะประสบความสําเร็จ

19

รังสีและนาโนเทคโนโลย ี

นาโนเทคโนโลยี เปนเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับอะตอม โมเลกุล และวัสดุ - สสารขนาดจิ๋ว ดังนั้น จึงกลาวไดเชนกนัวา เทคโนโลยีนิวเคลียรและรังสี มีบทบาทสําคัญ ในกระบวนการ สรางผลิตภัณฑนาโน มาตั้งแตตน มีการศึกษา วจิัยและพัฒนา มากมายที่เกี่ยวเนื่องกบัการใชเครื่องลําแสงอิเล็กตรอน (electron beam) เครื่องลําแสงอนุภาคไอออน (ion beam) เครื่องเอกซเรย และเครื่องฉายรังสีแกมมา และมผีลสําเร็จ ในหลายกรณีเชน การผลิตอนุภาคระดับนาโนเมตร เปนองคประกอบชิ้นสวนวัสดุตางๆ เชน อนุภาค ทองแดง เงนิ โลหะผสม เปนสารเคลือบผิว บนวัสดุพื้นของอุปกรณตางๆ การนาํรังสี เหนี่ยวนาํใหเกดิการแตกหัก ของพันธะ (bond) ของโมเลกุล เชน กลุมสารโพลิแซ็กคาไรด (polysaccharide) และโปรตีน ทําใหสามรถ สรางผลิตภัณฑที่เปนเจล (jell) จากสารธรรมชาติได ซ่ึงจะมีผลนําไปใช เปนเวชภณัฑการแพทย ครีมกันแดด และครีมบํารุงผิว ตางๆ นอกเหนือจากนั้นแลว รังสียังมีผลทําให พันธะของสารรังสีเกิดเชื่อมขามโมเลกุล เกิดเปนสารโพลิเมอร ที่เหนยีวแนนคงทนกวาเดิมได

นาโนฯ ผลกระทบตอสังคมและสิ่งแวดลอม

ดร.ธีระชัย พรสินศิริรักษ ผูชวย ผอ.ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาต ิกลาววา " นาโนฯ ไมใชมีแตขอดีในเรื่องประสิทธิภาพ แตอยาลืมวาผลิตภัณฑนาโนฯ บางชนิดตอง

ใชสารเคมีในกระบวนการผลิต ซ่ึงบางคนอาจมองวาเปนขอเสีย แตกรรมวิธีการผลิตนั้นจะตองมีการควบคุมปองกันสารเคมีตกคางเขาสูรางกาย ในตางประเทศมีการทาํวิจัยเร่ืองนี้แลว แตยังไมมีรายงานชัดเจนวา อุตสาหกรรมนาโนฯ มีผลกระทบตอชีวิตและสิ่งแวดลอมอยางไรหรือไม"

นอกจากนี้หากมองในดานมืด ถามีคนสามารถสรางนาโนฯ เปนอาวธุทําลายลาง ที่ไมใชระเบิด แตเปนการเจาะจงทําลายหรือสรางหุนยนตสังหาร ตามลาเปาหมายที่สามารถระบุ รูปพรรณสัณฐานได จะเกิดอะไรขึ้น

อีกอยางที่นาคดิคือ นาโนฯ ในระดับอุตสาหกรรม บางทกีารที่มันเล็กมากก็มีโอกาสปนเปอนไปกบัน้ําเขาตัวคนได รางกายอาจไมรูวิธีกําจดัมันเพราะมนัเล็กมาก... จึงจาํเปนที่จะตองศึกษาเรียนรูเร่ืองนี้ เพื่อจะไดคิดหาวิธีควบคุมและปองกนัผลกระทบทีอ่าจจะเกิดขึ้นไดตอไป

นวัตกรรมแหงอนาคต

นาโนเทคโนโลยี ทําใหคนพบวัสดุใหมที่ไมเคยมีมากอน ชวยยกระดับ เพิ่มมูลคาใหผลิตภัณฑที่มอียูเดิมหรือเกดิผลิตภัณฑใหมๆ มี 3 ประเภทใหญๆ คือ

20

ชีวภาพนาโน

ในดานการแพทยและสาธารณสุข เชน การพัฒนาไบโอเซ็นเซอร หรือหัวตรวจวัดสารชีวภาพและสารวินิจฉยัโรค โดยใชวัสดุชีวโมเลกุล การปรับโครงสรางโมเลกุลของยาที่สามารถหวังผลการมุงทําลายชีวโมเลกุลที่เปนเปาหมายเฉพาะเจาะจง เชน เซลลมะเร็ง การประยุกตใชในเครื่องสําอาง ในการสงผานสารบํารุงเขาชั้นใตผิวหนังไดดยีิ่งขึ้น เปนตน

นาโนอิเล็กทรอนิกส

ในดานอุตสาหกรรมไฮเทค เพื่อทําใหผลิตภัณฑมีคุณภาพและทํางานดวยประสิทธิภาพสูง เชน การพัฒนาระบบไฟฟา เครื่องกลซูเปอรจิ๋ว การผลิตเซลลแสงอาทิตย และเซลลเชื้อเพลิง เปนตน วัสดุนาโน

ในดานอุตสาหกรรมยานยนตและส่ิงทอ เชน การเปนตวัเรงปฏิกิริยาในอุตสาหกรรม การพัฒนาฟลมพลาสติก นาโนคอมโพสิตที่มีความสามารถในการสกัดกัน้การผานของกาซบางชนิด และไอน้ําเพื่อใชทําบรรจุภณัฑเพื่อยืดอายุความสดของผักและผลไม และเพิ่มมูลคาการสงออก การผลิตผงนาโนฯ มาใชในการฆาเชื้อแบคทีเรียและไวรัส หรือทําใหไมเปยกน้ํา เปนตน

นาโนฯ ความทาทายของประเทศไทย ปจจุบันมหีลายประเทศใหความสนใจเปดศูนยพัฒนานาโนศาสตรและนาโนเทคโนโลยี

อยางเปนทางการแลว ไมวาจะเปนสหรัฐฯ ญี่ปุน จีน ไตหวัน อิสราเอล สหาราชอาณาจักร เยอรมนี สวีเดน กลุมสแกนดิเนเวีย และเกาหล ี

สําหรับประเทศไทย นาโนเทคโนโลยีถูกกําหนดใหเปนเทคโนโลยีหลักแขนงหนึ่งที่จะมาชวยเพิ่มผลผลิตของชาติ นําประเทศไทยใหสามารถแขงขันในเวทีโลกได จึงมีการตั้งศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ อยูภายในรั้วเดยีวกับ สวทช.

มีการจัดงานและอภิปรายครัง้ใหญ หวัขอ นาโนเทคโนโลยีความทาทายของประเทศไทย ณ อุทยานวิทยาศาสตรประเทศไทย สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ เมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผานมา เพื่อนําเสนอนาโนเทคโนโลยีตอสาธารณะ และทิศทางของการพัฒนานาโนเทคโนโลยีในประเทศไทย

มีมุมมองนาคิดตอนหนึ่งในการบรรยาย Nanotechnology in Our Daily Life ของ Dr.Terry Turney ที่วา " นาโนฯ เปนโอกาสที่จะทําใหชีวติและสิ่งแวดลอมดีขึน้กวาเดิม แตก็ยงัมีประเด็นใหคิด

พิจารณาอีกมาก วาชวีิตแบบไหนละทีเ่ราตองการ และเปนที่แนนอนวาไลฟสไตลของคนรุนตอไปจะตองเปลี่ยนไป อีกทั้งเรื่องนาโนฯ จะถูกบรรจุไวในการศึกษาขั้นพื้นฐานดวยในอนาคต”

21

...ก็ตองติดตามกันตอไป เพราะอยางที่ ศ.ดร.วิวัฒน บอกวา ในโลกนีไ้มมีอะไรมีแตขอดี 100% เราจึงตองติดตามเพื่อเทาทันเทคโนโลยีและใชเทคโนโลยีใหเปนคะ

นาโนเทคโนโลยีสําคัญตอประเทศไทยอยางไร?

หลักการพื้นฐานทางฟสิกสแสดงใหเห็นวา การผลิตระดับโมเลกุลจะเปนกระบวนการที่มีผลิตภาพสูงมาก เชน ถาสามารถลดขนาดของชิ้นสวนที่เราจะตองนํามาประกอบเขาดวยกันในกระบวนการผลิตลงในอัตราลานสวน จะเพิ่มความถี่หรือความบอยของแตละขั้นตอนผลิต(นั่นหมายถึงการเพิ่มผลิตภาพตอมวล) ขึ้นอีกลานเทาเชนกนั การผลิตดวยความแมนยําระดับอะตอมจะขยายขอบเขตชนิดและความหลากหลายของผลิตภัณฑออกไป และ(หากออกแบบและควบคุมใหดี)ลดมลภาวะตอส่ิงแวดลอมไปไดมาก

ผลที่ไดนี้มีความสําคัญถึงขนาดที่มีผูกลาววา ในโลกของการแขงขันนี ้หากประเทศไหนไมพัฒนาความสามารถในดานนาโนเทคโนโลยีก็เทากับยอมยกธงขาวและปลดอาวุธตัวเองไปตั้งแตยกแรก

ประเทศไทยมีหองปฏิบัติการสารกึ่งตัวนาํ เซรามิก และเทคโนโลยีชีวภาพที่เขมแข็งอยูแลวในภาคมหาวิทยาลัยและศูนยวจิยัของรัฐ มีโครงการวิจยัพรอมทั้งนักวจิัยดานนาโนเทคโนโลยีอีกหลายสิบคนกระจายอยูในมหาวิทยาลัยของรัฐหลายแหง แนนอนประเทศไทยตองการนักเคมีที่เชี่ยวชาญ ตองการนักชวีวิทยาที่รอบรู ตองการนักฟสิกสที่แมนยําอีกจํานวนมาก แตเปาหมายของนาโนเทคโนโลยีมีมากที่เปนเรื่องของการทํา "วิศวกรรมระบบ" ซ่ึงเราจะไมสามารถบรรลุเปาหมายของประเทศไดดวยการมีชุดโครงการวิจยัทางวทิยาศาสตรหลายๆ ชุดที่ไมเชือ่มโยงกัน เราตองการความสามารถเชิงบริหารจัดการ การประกาศจัดตั้งศูนยนาโนเทคแหงชาติขึ้นโดยไดรับอนุมัติจากคณะรัฐมนตรแีลวนั้นถือวาเปนเพียงกาวแรกของประเทศไทยที่จะตองสรางความเชื่อมโยงของทรัพยากรที่มอียูและเรงตั้งเปาหมายเพื่อใหเกิดผลิตภัณฑที่เปนจริงไดโดยเร็วที่สุด โดยในเบื้องแรกนาจะมีศกัยภาพในการขยายผลไปใน ดานเกษตร อาหาร และการแพทย เชน เซ็นเซอรที่ตรวจวดัสารไดละเอียดระดับหนึ่งในลานลาน หรือบรรจุภัณฑใสเนื้อสัตวที่เปลี่ยนสีไดหากมีจุลินทรียกอโรค

เทานั้นยังไมพอ เราควรตองมีผูที่พรอมที่จะตั้งคําถามในเชิงตรวจสอบ พรอมทั้งชวย "อัดฉดี" ความรูและมุมมองตางๆ ที่อาจแตกตางกันของคนในสังคมใหแกรัฐบาลเพื่อเสนอแนวทางที่เหมาะสมและลงตัวภายใตสถานภาพที่เปนจริงของประเทศไทย เบื้องแรกคงตองสรางคนหรือองคกรที่มีความสามารถประสานการเก็บรวบรวมขอมูลจริงเพื่อมาชวยกันทําความเขาใจทุกแงมุมของเทคโนโลยีนี้อยางรอบคอบ

หลายปกอน นิโคลัส เนโกรพอนเต ผูอํานวยการมีเดยีแล็บของสถาบันเอ็มไอทีแหงสหรัฐซึ่งไดรับการยกยองเปนเจาพอแหงวงการวิชาการดานไอทีเคยพยากรณไวอยางมั่นใจวา โลกอนาคตจะ

22

เปลี่ยนมาใหความสําคัญกับอุตสาหกรรมขอมูลขาวสาร(ไอที) หรือ "บิต" จนอุตสาหกรรมการผลิตของที่มีอยูจริงหรือ "อะตอม" หมดความหมายไปในที่สุด

ก็นาสะใจอยูที่มาถึงวันนี้เริ่มมองเห็นเคาวา โลกของอะตอมยังม ี"ขุมทองหลงสํารวจ" อยูอีกมากมายที่จะหวนกลับมา "พลิก" โฉมหนาของโลก แมแตอุตสาหกรรมไอทีเอง

หันมาดูระดับประเทศกันบาง ประเทศที่มีขนาดเศรษฐกจิโตกวาหรือเทากับประเทศไทย ไมมีประเทศไหนที่ไมสนใจลงทนุวิจัยดานนาโนเทคโนโลย ี

ญี่ปุน - เปนผูนําดานนาโนเทคโนโลยีมาแตเดิมเพราะมงีานวิจยัและอุตสาหกรรมการผลิตที่เขมแข็งรองรับอยูแลว ผนวกกับการผลักดันจากรัฐบาลผานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติภายใต พ.ร.บ. พื้นฐานดานวิทยาศาสตรฯ เปาหมายของญี่ปุนคือ สรางอุตสาหกรรมไฮเทคเพื่อสนับสนุนและรักษาความสามารถการผลิตเอาไวในประเทศ หลังจากที่ขยายฐานการผลิตเกือบทั้งหมดออกไปนอกประเทศจนเกิดสภาพ "กลวงใน" ที่นาเปนหวง

สหรัฐอเมริกา - เร่ิมไลตามญี่ปุนดวยการแผนยุทธศาสตรการลงทุนระดับชาติที่ช่ือวา National Nanotechnology Initiative (NNI) เมื่อป ค.ศ.2000 เปาหมายการพัฒนานาโนเทคโนโลยีของสหรัฐคอนขางชัดเจนวา มุงพัฒนาคอมพิวเตอรทีเ่หมือนมนษุย(Human Equivalent Computer - HEC) โดยใน ขณะนี้มีหลายกลุมที่แขงขันการสรางเทคโนโลยีใหมเพื่อใหเปนมาตรฐานในยุคหลังจากที่คาดวาไมโครชิปที่ใชในคอมพิวเตอรจะผานพนไป(Post-Micro Processor Unit) เขาสูยุคของชิปโมเลกุลที่ประกอบตัวขึ้นเอง หรือดีเอ็นเอคอมพิวเตอร

สหภาพยุโรป - ความสามารถในดานสารกึ่งตัวนําของยุโรปมีไมมากนัก แนวทางการพัฒนานาโนเทคโนโลยีจึงเปนไปในทิศทางเพื่อมุงพัฒนาพลังงานที่ไมสูญเปลา ประหยัดทรัพยากรและพิทักษส่ิงแวดลอม การสนับสนุนการวิจัยของยุโรปมีทั้งโปรแกรมระดับชาตทิี่แตละประเทศกําหนดกันเอง และ "เฟรมเวิรกโปรแกรม" ที่มีหลายประเทศมารวมกันทํา โดยตามแผนฉบับลาสุดจะลงทุนวิจัย 1,300 ลานดอลลาร ระหวางป ค.ศ.2002-2006

เกาหลีใต - ลงทุนในแผนแหงชาติดานนาโนเทคโนโลยีเปนเงิน 1,300 ลานดอลลารในเวลา 10 ป(เฉพาะป 2002 ก็เพิ่มจากป 2001 ถึง 93%) ขณะนีเ้กาหลใีตอยูในกลุมผูนําของโลกแลวในดานจอแสดงภาพทีใ่ชนาโนทิวบ

สิงคโปร - ระหวางป 1997 - 2002 รัฐบาลสิงคโปรไดใหงบประมาณราว 40 ลานดอลลารสหรัฐเพื่อพัฒนาดานนาโนเทคโนโลยี และในป 2002 มหาวิทยาลัยแหงชาติสิงคโปรไดตั้งโครงการ

23

พัฒนากําลังคนและงานวิจยัดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีระดับนาโน (NUSNNI) นอกจากนี้ยังไดกอตั้งสถาบันวิศวกรรมชีวภาพรวมกับบริษัทเซอรโรเมดเพื่อรวมวิจยัดานชวีนาโน

จีน - เมื่อป ค.ศ. 2000 ไดจัดตั้งคณะกรรมการแหงชาติขึ้นพรอมกับสรางสถาบันวิจัยข้ึนประมาณ 40 แหงทัว่ประเทศ แตสวนใหญจะกระจกุตัวอยูรอบๆ นครเซี่ยงไฮ จีนอาศัยความไดเปรียบจากการเขามาลงทุนของบริษัทตางชาติจํานวนมากที่มุงประโยชนจากตนทุนการผลิตที่ต่ําของจีน

ไตหวนั - ไดประกาศแผนลงทุนจนถึงป ค.ศ.2007 รวมเกือบ 700 ลานดอลลาร เพื่อสงเสริมนาโนเทคโนโลยี

สถาบันทางดานนาโนเทคโนโลยีในประเทศ 1.ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ (NANOTEC) สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ 2.Nanotechnology สถาบันเทคโนโลยีแหงเอเชีย (ภาษาอังกฤษ) 3.Center of Nanoscience and Nanotechnology มหาวิทยาลัยมหิดล 4.สํานักงาน พัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาต ิสถาบันทางดานนาโนเทคโนโลยีตางประเทศ 1.Asia Pacific Nanotechnology Forum เอเชียแปซิฟก 2.Institute of Nanotechnology ยุโรป 3.National Nanotechnology Initiative สหรัฐอเมริกา 4.Scientific American: Nanotechnology (นิตยสาร) 5.Nanotechnology Now 1. ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาต ิความเปนมาของศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาต ิ

ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ ไดจัดตั้งขึน้อยางเปนทางการตามมติคณะรัฐมนตรีเมือ่วันที่ 13 สิงหาคม 2546 เปนหนวยงานภายใตสํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาต ิ(สวทช.) มีหนาที่ในการเปนหนวยงานหลักในการจัดทําแผนแมบทการพัฒนานาโนเทคโนโลยี เพือ่กําหนดแนวทาง มาตรการ และแผนการดําเนินงาน รวมทั้งแผนพัฒนาศักยภาพของบุคลากร/นักวิชาการดานนาโนเทคโนโบยีของประเทศไทยและการสรางผลลัพธที่เสริมซ่ึงกันและกัน (synergism) โดยการประสานความรวมมอืกับมหาวิทยาลัย กระทรวง ทบวง กรม ที่เกี่ยวของอยางใกลชิด

24

วิสัยทัศนองคกร ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติจะเปนองคกรที่หมั่นเรียนรู มุงเสริมสรางความสามารถทาง

วิทยาศาสตรและเทคโนโลยี โดยมุงเนนในสาขานาโนเทคโนโลยีเพื่อประโยชนในการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศ พันธกิจของศนูยนาโนเทคโนโลยีแหงชาต ิ

ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติมีพันธกิจหลักคือการมุงเนนผลักดันใหเกิดการพัฒนา 1. พันธกิจในการกําหนดทศิทางของการพัฒนาเทคโนโลยียุทธศาสตรในดานนาโนเทคโนโลยีโดยอาศัยการวจิัยเชิงนโยบาย 2. พันธกิจในการพิจารณาและนําเสนองบประมาณและมาตรการเพื่อผลักดันและอดุหนุนโครงการวิจัยและพัฒนาในสาขานาโนเทคโนโลยี 3. พันธกิจในการสนับสนุนการพัฒนาทรพัยากรบุคคลโดยเฉพาะบุคลากรวิจยัดานนาโนเทคโนโลย ี4. พันธกิจในการสรางความเขาใจ และความตระหนักในดานนาโนเทคโนโลยีอยางทั่วถึง

ผลิตภัณฑ เมื่อปลายปที่แลว นิตยสารธุรกิจชั้นนําของโลก Forbes ไดประกาศ 10 สุดยอดผลิตภณัฑนาโนเทคโนโลยีประจําป ค.ศ. 2003 ซ่ึงมีสวนชวยผลักดนัใหเกิดความกาวหนาทางดานนาโนเทคโนโลยีเชิงพาณิชยเปนอยางมาก สินคานาโนเทคโนโลยีทั้ง 10 ประเภทประกอบไปดวย

ผลิตภัณฑ สกแีวกซ (Ski Wax) ช่ือ Cerax Nanowax ของบริษัท Nanogate ประเทศเยอรมนัน ีที่ใชกาวหนาของนาโนเทคโนโลยีดานเคมีเพื่อสังเคราะหแวกซทีใ่ชเคลือบพื้นผิวของอุปกรณสกีใหมีความลื่นไหล และแข็งแรง ทําใหนักกฬีาสกีสามารถเรงความเร็วไดสูงสุดบนพื้นหิมะหลังออกตัวไดไมกี่รอยฟุต

ครีมกันแดด Nucelle SunSense SPF 30 ของบริษัท Nucelle Inc. ที่ตั้งอยูในวอชิงตัน สหรัฐฯ ที่มีสวนประกอบเปนผลึกขนาดนาโนของสารประกอบ

25

ออกไซดของสังกะสี (ZnO2) ที่เรียกวา Z-COTE ซ่ึงสามารถปองกันไดทั้งรังสี UVA และ UVB ไดอยางมีประสิทธิภาพ และไมเกิดอาการแพ

กลองดิจิตอลของโกดัก รุน EasyShare LS633 ที่มีจอภาพเปนสารอินทรียเปลงแสงหรือ OLED (organic light-emitting diodes) ที่มภาพสีคมชัด มมีุมมองที่กวางขึ้น และมีขนาดจอภาพที่ใหญกวากลองดิจิตอลทั่วไปในขณะนี ้

ี

สิทธิภาพ

แวนตากันแดด ของบริษัท Nanofilm ของสหรัฐฯ ที่ไดนําพอลิเมอรชนิดบางมากที่สังเคราะหขึ้นโดยนาโนเทคโนโลยีมาใชในการเคลือบผิวหนาของเลนสของแวนตากนัแดด ซ่ึงสามารถปองกันการสะทอนแสง ลดรอยขีดขวนและคราบสกปรกของแวนตาและเลน

ไดอยางมีประส แร็กเก็ตเทนนสิ VS Nanotube Power ของบริษัท Babolat ประเทศฝรั่งเศสที่ผลิตจากกราไฟต ผสมกับทอนาโนของคารบอน (carbon nanotubes) ทําใหแร็กเกต็มีความทนทานสูงมากในขณะที่มีน้ําหนกัเบาลง สามารถลดอาการกลามเนื้อเกร็งของนักกฬีาเทนนิสไดเปนอยางดี ลูกเทนนิส Air D-Fense ของบริษัท Inmat ในนวิเจอรซี สหรัฐฯ ที่มีการเคลือบแกนในของลูกเทนนิสดวยพอลิเมอรนาโนคอมพอสิทที่มีความบางเพียง 1 นาโนเมตร สามารถปองกันการร่ัวซึมของอากาศภายในลูกเทนนิสไดอยางมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ไมมีผลตอน้ําหนักลูก และสามารถเก็บไดนานกวาลูกเทนนิสธรรมดาหลายเทาตวั ปจจุบันถูกนํามาใชในการแขงขันเทนนิส เดวิส คัพ อันโดงดัง ภาพยนตรและหนังสือที่มีเนื้อหาเกีย่วกับนาโนเทคโนโลยี เนื่องจากนาโนเทคโนโลยีเปนศาสตรใหมและมีขอบเขตเกนิกวาจินตนาการของมนุษยในยุคปจจุบัน ทําใหสามารถนํานาโนเทคโนโลยีมาใชเพิ่มความนาสนใจและเปนจุดขายอยางดีใหกับบทภาพยนตรและหนังสือเรียนหรือนวนิยายเชิงวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี การบริหารการจัดการ ศิลปวัฒนธรรม และการลงทุนทางธุรกิจ เปนตนสําหรับในประเทศไทย ถึงแมวาผลิตภณัฑนาโนเทคโนโลยีฝมือคนไทยยังไมมีวางจําหนายกต็าม แตมีการคาดการณกนัวาอีกไมกี่ปขางหนานีจ้ะมีสินคานาโนเทคของคนไทยออกวางตลาดและทํารายไดเปนกอบเปนกําใหกับประเทศ ซ่ึงมีการประเมนิอยางคราวๆ ไววาจะทํารายไดสูงถึงรอยละ 1 ของผลผลิตมวลรวมของประเทศหรือประมาณ 120,000 ลานบาท ขณะนี้

26

งานวิจยัทางดานนาโนเทคโนโลยีหลายสาขากําลังอยูในชวงของการทดลองในหองปฏิบัติการตามมหาวิทยาลัยช้ันนําและ สวทช. โดยงานวิจยัเหลานี้ครอบคลุมทั้งทางดาน นาโนอิเล็กทรอนิกส วัสดุนาโน และนาโนเทคโนโลยีทางชีวภาพ งานวิจัยเก่ียวกับนาโนเทคโนโลยีในประเทศไทย

เนื่องจากนาโนเทคโนโลยีเปนเรื่องที่คอนขางใหมสําหรบัประเทศไทย ทําใหในขณะนี้ประเทศไทยยงัไมมีผลิตภัณฑนาโนเทคโนโลยีออกมาจาํหนายในเชิงพาณิชย แตอยางไรก็ตาม งานวิจยัเกีย่วกบันาโนเทคโนโลยีในประเทศไทยก็มีความกาวหนามากพอสมควรและมีแนวโนมวางานวิจยัที่กําลังอยูในระหวางการทดลองหลายชิ้นสามารถผลิตออกมาจําหนายในเชิงพาณิชยไดในอนาคตอันใกลนี้ ตัวอยางงานวจิัยดานนาโนเทคโนโลยีที่กําลังดําเนินการอยูในประเทศไทย อุปกรณนาโนที่สังเคราะหจากสารกึ่งตัวนาํ (Semiconductor devices) : เชน จุดควอนตัม (quantum dot) เซลลแสงอาทิตยประสิทธิภาพสูงชนดิใหม อุปกรณนําแสงและออปติก และทรานซิสเตอรโมเลกุล ซ่ึงดําเนินการอยูที่ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลยั การสังเคราะหทอนาโนคารบอน (carbon nanotubes) และจอสารอินทรียเรืองแสง (Organic light emitting diode) และอุปกรณอิเล็กทรอนิกสขนาดนาโนอกีหลายชนดิ ซ่ึงดําเนินการอยูที่ภาควิชาฟสิกส คณะวทิยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหดิลการสังเคราะหสารตัวเรง (catalysts) ชนิดใหมเพื่อใชในทางอุตสาหกรรมปโตรเลียม การสังเคราะหและการประยุกตใชทอนาโนคารบอน ซ่ึงดําเนินการอยูที่วิทยาลัยปโตรเลียมและปโตรเคมี จุฬาลงกรณมหาวทิยาลยั สารประกอบแตงนาโน (Nanocomposites) โดยใชพอลิเมอรผสมกับแรเคลย โดยมีจุดประสงคในการนําไปผลิตพลาสติกแบบใหมที่ใชทําบรรจุภัณฑอาหาร ดําเนินการอยูที่ศูนยเทคโนโลยีวัสดุและโลหะแหงชาต ิ(MTEC) สํานักงานพัฒนาวทิยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ (สวทช.) ไบโอเซ็นเซอร (biosensor) และหองปฎิบตัิการณบนแผนชิพ (lab on a chip) ที่เนนการประยุกตใชในดานการแพทยและสาธารณสุข ดําเนินการอยู ณ ศูนยเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกสและคอมพิวเตอรแหงชาติ (NECTEC) สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาติ (สวทช.) การเพิม่คุณคายารักษาโรคเขตรอน และโรคอื่นๆ โดยใชนาโนเทคโนโลยี รวมทั้งการผลิตถุงมือยางเคลือบอนุภาคนาโนสําหรับแพทยและพยาบาล ซ่ึงสวนใหญดาํเนินการอยูทีค่ณะเภสัชศาสตร มหาวิทยาลัยมหิดล

อ่ืนๆ เชนงานวิจัยของมหาวทิยาลัยเชยีงใหม มหาวิทยาลัยสรุนารี สถาบันเทคโนโลยีลาดกระบัง สถาบันเทคโนโลยีธนบุรี ศูนยซินโครตรอนแหงชาติ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย ซ่ึงงานวิจยัสวนใหญจะคลายคลึงกับงานวิจยัที่ไดกลาวมาแลว

27

งานวิจัยนาโนเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยขอนแกน งานวิจัยนาโนเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยขอนแกน เร่ิมตนขึ้นจากวิทยาศาสตร

พื้นฐานที่คณะวิทยาศาสตร โดยกลุมคนจํานวนหนึ่งที่จบปริญญาเอกจากตางประเทศและเคยทํางานวิจัยดานนาโนเทคโนโลยี

งานวิจยันาโนเทคโนโลยีแรกเริ่มโดยการสนับสนนุของมหาวิทยาลัยขอนแกน คือ การสรางวัสดุนาโนพอลิเมอรที่ยอยสลายไดทางชีวภาพและสามารถใชเปนวัสดุในการนําสงยาและโปรตีน การใชนาโนเทคโนโลยีทางดานสิ่งแวดลอมในการตรวจสอบการปนเปอนและบําบัดของเสียโดยเฉพาะสารอันตรายหรือสารพิษ ตอมามีการจัด Nanotechnology ระดับมหาวิทยาลัยทําใหขยายแนวคดิไปสูการประยุกตดาน Biosensors การเกษตร การตรวจ รักษาโรค รวมทั้ง Tissue engineering, Scaffolding พลังงาน อิเลคโทรนิกส เครื่องสําอาง เปนตน

ในระยะที่ผานมา มหาวิทยาลัยขอนแกน ไดมีการเตรียมความพรอม ทั้งดานการพัฒนาบุคลากรและทรัพยากร ทําใหมหาสทิยาลัยขอนแกนมีศักยภาพขั้นพื้นฐานเพรียงพอสําหรับการวิจยันาโนเทคโนโลยี รวมทั้ง ไดมีการประสานเพื่อสรางความรวมมือระหวางภาครัฐ สถาบันการศึกษาภาคเอกชน ทั้งในประเทศและตางประเทศทาํใหเปดบทบาทและความรับผิดชอบเชิงวิชาการสมัยใหมอยางชัดเจน

การที่มหาวิทยาลัยขอนแกนมีความพรอมในการใหความชวยเหลือแกทองถ่ิน เชน การรวมงานชวยจดัทํายุทธศาสตรกลุมจังหวัดและภูมภิาค ทําใหเล็งเหน็ประโยชนในการบริการวิชาการเพื่อการถายทอดความรูความเขาใจที่ถูกตองเกี่ยวกับวทิยาการนาโนเทคโนโลยีในระดับกวางไดอีกดวย กลาวไดวาการจดัตั้งฐานงานวิจัยนาโนเทคโนโลยีที่มหาวิทยาลัยขอนแกนจะกาวแรกและเปนโอกาสในการจัดตั้งศูนยนาโนเทคโนโลยีในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เพื่อเปนศูนยกลางของการศึกษา การวิจัย และใหความรู โดยการใชเครื่องมืออุปกรณที่ทันสมัยและมีแนวทางในการทําวิจัยที่เหมาะสมแกนกัวจิยัและบุคลากรที่สนใจ จะทําใหเกดิการนําไปประยกุตเพือ่พัฒนาศักยภาพการแขงขันของประเทศในดานวิทยาศาสตรเทคโนโลยี ตลอดจนการพัฒนาทุนทางสังคม ซ่ึงจะเพิม่จํานวนนักวทิยาศาสตร นักวิจยั และผลงานวิจยัซ่ึงสามารถนําไปประยุกตใชตอไป

มหาวิทยาลัยขอนแกนไดเสนอโครงการพัฒนาบัณฑิตศกึษาและวิจยัสาขานาโนเทคโนโลยี ตอสํานักงานคณะกรรมการอุดมศึกษา หรือ สกอ. โดยเนนหลักสูตรแบบบูรณา

28

การระดับสูง เพื่อผลิตบัณฑติปริญญาโทและเอก มีลักษณะเชิงบูรณาการที่เนนการวจิัยเปนหลัก มีการจัดแบงและดําเนนิการกลุมพันธกิจการวจิัย และกลุมวิจยัลักษณะตาง ๆ ที่ตอบสนองความตองการของประเทศ มุงที่จะกาวสูเวทีโลกภายใตศักยภาพของมหาวทิยาลัยที่มีความพรอมสูง ดวยแรงสนับสนุนจากประสบการณและกลไกของการสรางพันธมิตรเครือขายสถาบันการศึกษาและวิจยัในประเทศและตางประเทศ ซ่ีง หากไดรับการสนับสนุนจากสํานักงานคณะกรรมการอุดมศึกษาแลว ก็จะกลาวไดวาเปนศูนยความเปนเลิศทางการวิชาการแหงแรกของมหาวิทยาลัยขอนแกน และเปนศูนยของภาคตะวนัออกเฉียงเหนือ .

คลังความรูสาขานาโนเทคโนโลยี 1. ชื่อเร่ือง - Roadmap of Thailand's HRD in Nanotechnology คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/NanoHRD_Roadmap_Tawatchai_15-01-04.pdf2. ชื่อเร่ือง - Recent Developments in Nanotecnology in Thailand คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/NANOTEC_Wiwut_15-01-04.pdf3. ชื่อเร่ือง - Nanotech Road-map คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/HRD_Dutta_15-01-04.pdf4. ชื่อเร่ือง - Nanotechnology Global Activities & Impact คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/morning/6NanoImpactAndGlobalActivities_Nick.pdf5. ชื่อเร่ือง - Nanotechnology and Applications to Fuel Cell คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/Nano_and_App_to_Fuel_Cell_Fukui_14-01-04.pdf

29

6. ชื่อเร่ือง - Fule Cell Research Status in Thailand คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/FC_Research_Status_Thailand_PA_14-01-04.pdf7. ชื่อเร่ือง - Grid computing harnessed for pharmaceutical research คําอธิบาย - Kasetsart University has found that the implementation of grid computing enables its labs to conduct scientific research on drug design in a much shorter time. Grid computing reduces investment costs as the technology allows researchers to use existing computing resources for high-performance computing tasks เจาของขอมูล - มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร URL - http://www.myscientists.com/thai_technology/index.php?id=6 8. ชื่อเร่ือง - Introduction of NEDO Project between Thailand and Japan in Environmental Technology คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/NEDO_Project_Naito_14-01-04.pdf9. ชื่อเร่ือง - Nanoelectronics แนวคิดและแนวทางการวิจัยพัฒนาของประเทศไทย คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/morning/3NanoElectronics_Itti.pdf10. ชื่อเรื่อง - Nano Science and Technology in Chemical and Polymer Industry คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URLhttp://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/morning/7NanoApplicationInChemicalAndPolymer_Ma.pdf 11. ชื่อเรื่อง - Roadmap การวิจัยและพัฒนาดานนาโนอเิล็กทรอนิกสประเทศไทย คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/Nanoelectronics_Itti_15-01-04.pdf12. ชื่อเรื่อง - Synthesis of Carbon Nanoparticles (CNPs) คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช.

30

URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/CNPs_Synthesis_TC_14-01-04.pdf 13. ชื่อเรื่อง - Synthesis of Nanoparticles and Application to Pharmaceuticals คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/NPsynthesis_in_Pharmaceutics_Fukumori_15-01-04_2.pdf 14. ชื่อเรื่อง - การเตรียมนาโนซัสเพนชันของยาไดโฮโดรอารเตมิซินินสําหรับรักษาโรคมาลาเรีย คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/afternoon/NanoBio_Satit.pdf15. ชื่อเรื่อง - การวิจัยและพัฒนาดานนาโนเทคโนโลย ีคําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URL - http://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/afternoon/NanoResearch_Vittaya-kku.pช่ือ16. เร่ือง - การศึกษานาโนเทคโนโลย ีคําอธิบาย - เจาของขอมูล - สํานักงานพฒันาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแหงชาต ิสวทช. URL - http://www.apectf.nstda.or.th/apectf/html/body_nano_education.htmldf 17.อเร่ือง - ขอมูลพื้นฐาน นาโนเทคโนโลย ีคําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยบริการสารสนเทศทางเทคโนโลยี สวทช. URL - http://203.185.135.14/e_newsletter/September2003/article/Article.html 18. ชื่อเรื่อง - งานวิจัยและพฒันานาโนอิเล็กทรอนิกสและเครื่องกลจุลภาคในเนคเทค คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยนาโนเทคโนโลยีแหงชาติ สวทช. URLhttp://www.nstda.or.th/nanotec/present/470130/afternoon/Nectec_NE&MEMS_Thailand_Adisorn.pdf19. ชื่อเรื่อง - นักวิจัยเอ็มเทคคิดคนแผน 'ฟลมนาโน' กันแสงยูว ีคําอธิบาย - นกัวิจยัเอ็มเทศ พัฒนาแผนฟลมพลาสติก มีคุณสมบัติการกนัรังสียูวี และความรอน เพือ่ใชในการเกษตร ผสมสารเติมแตงระดับนาโน สามารถกันความรอนสูง เหมาะกับสภาพภมูิอากาศรอนจัด ลดการนําเขา แผนฟลมราคาแพง จากตางประเทศ พลาสติกที่ใชผลิตฟลมชนิดนี ้คือโพลิเอธิลีนชนิดความหนาแนนต่าํ มีลักษณะใส ยดืหยุนสูงสามารถโคงงอไดโดยไมแตกหัก และมี

31

สมบัติในการลดการสองผานของรังสีอัลตราไวโอเลต ไดรอยละ 99 ทั้งยังงายตอการขึ้นรูป และที่สําคัญคือราคาถูก โดยใชไทเทเนียมไดออกไซดเปนสารเติมแตง ซ่ึงมีความสามารถในการลดการผานของรังสีอัลตราไวโอเลต และโลหะออกไซด ที่ชวยในการลดการผานของรังสีอินฟาเรดเหลือเพียง 30 เปอรเซ็นต เจาของขอมูล - ดร.จิตติพร เครือเนตร URL - http://www.myscientists.com/thai_technology/index.php?id=520. ชื่อเรื่อง - เทคนิคใหมท่ีทําใหวัสดุนาโนขึ้นรูปไดดวยตัวเอง คําอธิบาย - เจาของขอมูล - ศูนยเทคโนโลยีโลหะและวัสดุแหงชาติ MTEC สวทช. URL - http://www.mtec.or.th/th/news/new_st/news_st02.html

32

บรรณานกุรม

http://www.aksorn.com/society/Tips.asp?id=25http://www.elib-online.com/doctors47/general_nanotech001.htmlhttp://www.office.police.go.th/wanchai/kn31.html http://www.most.go.th/news/newspaper/default.asp?GID=632http://www.nanotec.or.th/http://www.nanotec.or.th/organize.phphttp://www.oaep.go.th/secretary_mesg/http://www.stkc.go.th/stportalContent.php?id=242http://www.xaap.com/thai/resource/article/main_list_article.asp?catid=774&rid=11402

หนังสืออิเล็กทรอนิกส

ฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสิกส 1 (ความรอน)

ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา c ฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ต

ทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอน หนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอน

เอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร

แบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ ตารางธาตุ)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกส

ธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกส

การทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหัดกลาง

แบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบ

ความรูรอบตัวท่ัวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐี( คดีปริศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัว

การประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกส

นักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกส

การทํางานของอุปกรณตางๆ

การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนท่ีแบบหนึ่งมิต ิ 4. การเคลื่อนท่ีบนระนาบ5. กฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนท่ีแบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอท่ีหน่ึงและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร

17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน 5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร 11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร

การเรียนการสอนฟสิกสท่ัวไป ผานทางอินเตอรเน็ต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง

5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา 7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร

ฟสิกสราชมงคล