Search for content in this blog.

วันจันทร์ที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2554

graphane

นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย San Diego มหาวิทยาลัย Columbia
และศูนย์วิจัยแห่งชาติ Lawrence Berkeley ได้เปิดเผยความลับใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติของ graphane ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของธาตุคาร์บอนบริสุทธิ์
โดยในอนาคตอาจจะใช้แทนที่ซิลิกอน ในคอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ
หรืออุปกรณ์อิเลกทรอนิกส์ทั่วไปได้ โดยทดสอบจากเครื่องกำเนิดแหล่งแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานมากที่สุดชนิดหนึ่งที่มนุษย์ผลิตได้เลยทีเดียว





Graphane มีโครงสร้างเป็นธาตุคาร์บอนล้วนที่มีการจัดเรียงตัวเป็นชั้น
ๆ โดยแต่ละชั้นมีความหนาเพียง 1 อะตอมและมีโครงสร้างในแนวระนาบเป็นช่องว่างรูปรวงผึ้ง
ทำให้มีคุณประโยชน์มากมายที่เหนือกว่าซิลิกอน
เพราะว่ามันเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีความโปร่งใส ดังนั้น graphane จึงสามารถนำไปแทนที่ Liquid Crystal Displays (LCDs) ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันได้ โดย LCDs นั้น
ถูกผลิตมาจากฟิล์มของ metal-oxide ที่บาง เช่น ธาตุ Indium
ซึ่งเป็นโลหะที่หายากและจะมีราคาสูงขึ้นเรื่อยๆ
และจะเกิดภาวะขาดแคลนในเวลาไม่เกิน 10 ปีต่อจากนี้





ปัญหาของนักวิทยาศาสตร์คือ ยังไม่มีความรู้มากพอเกี่ยวกับคุณสมบัติด้านการมองเห็นและไฟฟ้าของ graphane ซึ่งถูกค้นพบมาเมื่อ 4 ปีที่แล้วนี้เอง
ซึ่งมีรูปแบบทาง spectrum (spectroscopy) ที่ค้านกับรูปแบบทั่วไปอยู่





ทีมวิจัยได้ใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความล้ำสมัยสูง (Advanced Light Source:
ALS) ในศูนย์วิจัย Berkeley
ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงที่สุด
โดยสร้างคลื่นในช่วง infrared ถึง X-ray ได้ เพื่อนำมาพิสูจน์ความลับของ graphane นี้
และพบว่า electron ใน graphane เกิดปฏิกิริยาอย่างรุนแรง
นอกจากจะเกิดในระนาบเดียวกันของช่องว่างรูปรังผึ้งแล้ว
ยังพบระหว่างแต่ละชั้นของอะตอมด้วยกันอีกด้วย





การทดลองทางด้านรังสี infrared และการมองเห็น
สามารถช่วยสร้างความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับสมบัติทางไฟฟ้าของ graphane
ได้ โดยเฉพาะปฏิกิริยาระหว่าง electrons ที่อยู่ใน graphane นั่นเอง





แต่ในการวัดการดูดกลืนแสงในแต่ละชั้นอะตอมผลึกเดี่ยวของ graphane มีความยากมาก เพราะแสงจะไม่ถูกดูดกลืนมากนัก
การที่จะวัดได้ต้องเริ่มจากการใช้แสงที่มีความสว่างมากๆ
ทำให้การวัดเกินขีดความจำกัดด้าน spectroscopy
ต่อท้าย #1 13 พ.ค. 2553, 23:36:52
รังสีที่กำเนิดจากเครื่อง ALS จะมีความสว่างมากกว่าแสงที่เกิดจากหลอดรังสี X-ray ที่มีพลังงานสูงสุดซึ่งใช้ในงานด้านทันตกรรม ถึง 100
ล้านเท่า ความสว่างสูงๆ
หมายความว่า รังสีจะมีความเข้มสูงและมีการยิง photon จำนวนมากๆต่อวินาทีไปยังบริเวณเล็กจิ๋วของวัสดุนั้นๆ





ทันตแพทย์จะใช้รังสี X-ray เพื่อมองเข้าไปภายในบริเวณเหงือก
แต่เครื่องกำเนิดรังสี ALS นั้นจะมีการเร่งอนุภาคของ electrotrons
ให้วิ่งเป็นวงกลมรอบๆ โดยมีความเร็วใกล้กับความเร็วแสง
เพื่อให้มองเห็นภายในวัสดุได้ (หลักการคล้ายกับเครื่องเร่งอนุภาคนั่นเอง)
ซึ่งการวัดผลในการทดลองทำด้วยความยากลำบาก เนื่องจากมีความซับซ้อนมากในการวัด














Zhiqiang
Li นักศึกษาจากมหาวิทยาลัย San Diego
เป็นคนแรกที่ตีพิมพ์งานวิจัยชิ้นนี้
ส่วนงานวิจัยอื่นที่เกี่ยวข้องถูกดำเนินการโดย Michael Martin นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิจัยแห่งชาติ Berkeley
นอกจากนี้ยังมี Philip Kim รองศาสตราจารย์
จากมหาวิทยาลัย Columbia และ Horst Stormer ศาสตราจารย์จาก Columbia เช่นกันซึ่งเป็นผู้ที่ได้เคยรับรางวัลโนเบลในปี 1998 สาขาฟิสิกส์





กองทุนสนับสนุนงานวิจัยได้จาก กระทรวงพลังงาน สหรัฐฯ (U.S. Department of Energy:
D.O.E.)
ต่อท้าย #2 13 พ.ค. 2553, 23:37:00
http://www.vcharkarn.com/vnews/147074
.
Life Insurance Knowledge:Life Insurance , private, death, employee pensions and annuities,life insurance, educational, life insurance companies

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น