อะไรเอ่ย แข็งกว่าเหล็กแต่เบากว่าเหล็กพันเท่า? เฉลย...ก็ท่อนาโนคาร์บอนไง !

ในเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวัสดุศาสตร์ได้ให้ความสนใจศึกษาเกี่ยวกับการศึกษาคุณสมบัติของ fullerenes – โมเลกุลที่มีโครงสร้างประกอบไปด้วยอะตอมของคาร์บอน ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอะตอมอย่างเป็นระเบียบและมีโครงสร้างอยู่ระหว่างโครงสร้างของเพชรและแกรไฟต์ในตระกูลของคาร์บอน และเมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบโครงสร้างใหม่ของ fullerenes ที่มีลักษณะเป็นลูกบอลที่มีโครงสร้างเหมือนกรงปิดที่เป็นรูปทรงกลมซึ่งประกอบไปด้วย 60 อะตอมของคาร์บอนที่มีลักษณะสมมาตร(C60) ซึ่งเป็นการค้นพบการจัดเรียงตัวของคาร์บอนอะตอมแบบใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อน นอกจากนั้นนักวิจัยได้ทำการดัดแปลงโมเลกุลที่ค้นพบนั้นให้ขยายยาวออกไปเป็นโครงสร้างที่เป็นท่อเรียวเล็กได้สำเร็จและเรียกโครงสร้างนั้นว่า ท่อนาโนคาร์บอน(carbon nanotubes ; C1,000,000) โครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน มีโครงสร้างเป็นแบบโมเลกุลเดี่ยวที่มีลักษณะเป็นแถวยาวของคาร์บอนเรียงตัวกันเป็นแนวยาวนับล้านๆเท่าของขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อคาร์บอน โครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน(carbon nanotubes) จะโค้งตัวม้วนเป็นแกนจากด้านหนึ่งไปบรรจบอีกด้านหนึ่ง ซึ่งนักเคมีมีแนวความคิดว่าท่อนาโนคาร์บอนนี้มีลักษณะเป็น monoelemental polymer (พอลิเมอร์ที่ประกอบไปด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว ซึ่งแตกต่างจากพอลิเมอร์ที่พบโดยทั่วไปที่จะพบอะตอมของธาตุอื่นด้วย) จากการทดลองและการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่า ท่อกลวงนี้มีความสามารถในการยืดหยุ่นเป็นพิเศษ,มีความแข็งและมีคุณสมบัติที่ไม่ธรรมดาอีกหลายประการ ตัวอย่างเช่น สามารถหดกลับจากรูปหนึ่งไปสู่อีกรูปหนึ่งอย่างฉับพลันและสามารถสร้างเป็นเชือกที่มีความแข็งแรงมากเป็นพิเศษ นอกจากนั้นท่อนาโนคาร์บอนยังมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าจึงทำให้มีการทดลองสร้างเป็น สายโลหะนาโน(nanowires) และตัวนำไฟฟ้าในขนาดนาโนสเกล(nanoscale transistors) และในปัจจุบันท่อนาโนคาร์บอนสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานจริงและประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าการผลิตโมเลกุลที่เป็นสายโลหะขนาดเล็กจะเป็นเรื่องน่าท้าทายก็ตาม
อนึ่งถึงแม้ว่ามีการค้นพบท่อนาโนคาร์บอนมากว่า 30 ปี โดยบริษัท NEC ของญี่ปุ่นแต่ท่อนาโนคาร์บอนที่ค้นพบในขณะนั้นก็ยังไม่สามารถนำมาใช้ได้จริง จนกระทั่งในปี 1950 Roger Bacon ที่สถาบัน Union Carbide ได้ทำการสร้างคาร์บอนไฟเบอร์แบบใหม่ขึ้นที่อุณหภูมิวิกฤตและต่อมาได้มีผู้ทำการวิจัยและพัฒนาท่อนาโนคาร์บอนอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งบริษัท IBM ได้ทำการคิดค้นวิธีการใหม่ในการสร้างท่อนาโนคาร์บอนให้มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นโดยการใส่โลหะทรานซิชันลงไปเล็กน้อย ซึ่งวิธีการนี้ทำให้ได้ท่อนาโนคาร์บอนที่มีความหนาเพียงชั้นเดียวซึ่งโครงสร้างแบบนี้เป็นที่ต้องการอย่างมากในการประยุกต์ใช้ในงานทางด้านวิศวกรรม ผลจากการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องนึ้เอง ทำให้นักเคมีสามคนคือ Robert F. Curl, Jr, Sir Harold W. Kroto และ Richard E. Smalley ได้รับรางวัลโนเบิลสาขาเคมีในปี ค.ศ. 1996 จากผลงานการค้นพบการจัดเรียงตัวของอะตอมคาร์บอนแบบใหม่

แหล่งข้อมูล
http://chemistry.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http%3A%2F%2Fwww.amsci.org%2Famsci%2Famsci.html

http://chemistry.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http%3A%2F%2Fwww.amsci.org%2Famsci%2Famsci.html

ข้อมูลเพิ่มเติมเรื่อง fullerenes และ Carbon nanotubes
http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1290
http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1996/press.html
4 พ.ค. 2547 21:10
26 ความเห็น
54290 อ่าน


ความคิดเห็นที่ 1 แมงปอ (Guest)

ขอบคุณคร้าบบ
7 พ.ค. 2547 13:56


ความคิดเห็นที่ 2 :+:Vinicy De Planetia:+: (Guest)

ขอบคุณฮับ
9 พ.ค. 2547 15:20


ความคิดเห็นที่ 3 แพรวา (Guest)

ควรมีการบ้านและแบบฝึกหัดเป็นของเด็ก โดยมีอายุให้เลือก

การบ้านและแบบฝึกหัดควรตั้งตามอายุของเด็กด้วยนะคะ
10 พ.ค. 2547 13:55


ความคิดเห็นที่ 6 เด็กเรียน (Guest)

เป็นสิ่งที่ดีในการเผยแพร่แต่ว่าน่าจะบอกประโยชน์ของสิ่งที่ศึกษาให้ละเอียดกว่านี้
1 ก.ย. 2547 16:21


ความคิดเห็นที่ 7 คอมบุ (Guest)

ขอบคุณค่ะ
5 มี.ค. 2548 21:43


ความคิดเห็นที่ 8 โดย ต้นกล้าเป็นspy

อยากให้เอามาทำจักรยานจัง คงจะปั่นสบายมากๆ
6 มี.ค. 2548 22:44


ความคิดเห็นที่ 9 โดย โก๋แก่



อันเดียวกับ คาร์บอน ไฟเบอร์ หรือไม่



-เห็นต่างชาติเริ่มเอามาใช้แล้ว

-บ้านเรามีใช้หรือยัง

-ขั้นตอนการนำมาใช้งานทำอย่างไร

-ตัด ต่อ ได้ ไหม

-คุณสมบัติ ทางฟิสิกส์ มีอะไรบ้าง

-งานที่ไปใช้แล้วเป็น อะไรบ้าง

แล้ว M Tec บ้านเรามีข้อมูล หรือสนใจมากน้อยเพียงใด





8 มี.ค. 2548 19:11


ความคิดเห็นที่ 10 โอเคมี (Guest)

อยากให้อธิบายเพิิ่่มหน่อยครับ น้องๆเล็กๆจะได้รู้เรื่องกว่านี้
11 มี.ค. 2548 19:03


ความคิดเห็นที่ 11 nw (Guest)

thang you



T_T
24 มี.ค. 2548 10:46


ความคิดเห็นที่ 12 eyejang_77@notmail.com (Guest)

ขอบคุณมากค่ะ
20 ส.ค. 2548 18:40


ความคิดเห็นที่ 13 โดย คนๆนึง

ตอนนี้นำมาใช้บ้างยังอะ แล้วเอามาทำอะไรได้บ้างหรอ
21 ส.ค. 2548 15:50


ความคิดเห็นที่ 14 มิคุงและ...มิคังโหยว (Guest)

ขอบคุณมากครับ
3 ต.ค. 2548 10:59


ความคิดเห็นที่ 15 นุ่มนิ่มคุง (Guest)

น่าสนใจมากครับ
4 ต.ค. 2548 12:56


ความคิดเห็นที่ 16 G_lock (Guest)

คนละอย่างกับ คาร์บอน ไฟเบอร์ ก๊าบ
9 ต.ค. 2548 08:50


ความคิดเห็นที่ 17 snoope (Guest)

เคยเห็น carbon nano tube แล้วอะค่ะ แต่เป็นผงๆ เหมือนถ่านธรรมดา ไม่สอดคล้องกับชื่อของมันเลย อยากรู้เหมือนกันว่าจะเอามาใช้ประโยชน์ได้ยังไง
12 พ.ย. 2548 17:32


ความคิดเห็นที่ 18 ... (Guest)

น่าสนใจมากค่ะ ดีจังเลย
1 มิ.ย. 2549 20:00

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น