วิชาการ.คอม - น้ำแข็งละลายได้ด้วยทอง

น้ำแข็งละลายได้ด้วยทอง

โพสต์เมื่อ: 07:42 วันที่ 4 ก.ย. 2549 ชมแล้ว: 39,642 ตอบแล้ว: 3

ทองเมื่อถูกนำมาทำให้มีขนาดเล็กขนาดนาโนสเกลทำให้คุณสมบัติของทองเปลี่ยนไป คุณสมบัติอันหนึ่งที่สำคัญคืออนุภาคนาโนของทองสามารถดูดกลืนแสงและกระจายแสงได้ดี

จากคุณสมบัติของการดูดกลืนแสงที่ดีของอนุภาคนาโนของทองดึงดูดให้นักวิจัยได้ทำการทดลองต่างๆมากมาย รวมไปถึงกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Ohio ในสหรัฐอเมริกาได้ทดลองฝังอนุภาคนาโนของทองลงในน้ำแข็ง หลังจากนั้นพวกเขาฉายแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มแสงต่ำตามลงไปส่งผลทำให้น้ำแข็งเกิดการละลาย

ในการทดลอง นักวิจัยกลุ่มนี้ใช้อนุภาคนาโนของทองขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 นาโนเมตร (nm) ฝังลงไปในน้ำแข็งซึ่งมีอุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส หลังจากนั้นพวกเขาฉายแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นที่ทองสามารถดูดซึมแสงได้มากที่สุด ซึ่งในการทดลองนี้พวกเขาใช้เลเซอร์ที่ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร โดยกำลังเลเซอร์ที่ปล่อยออกมา (laser output power) หรือความเข้มของเลเซอร์(laser intensity) เริ่มต้นจากกำลังต่ำๆตั้งแต่ 0.2 มิลลิวัตต์ (0.2 mW) ไปจนกระทั่งสูงสุดที่ 50 มิลลิวัตต์ (50 mW)

จากการทดลองกลุ่มนักวิจัยค้นพบว่าเมื่อฉายเลเซอร์ด้วยกำลังสูงสุดที่ 50 มิลลิวัตต์ ลงไปในน้ำแข็งที่ปราศจากอนุภาคนาโนของทอง ผลที่ได้คือน้ำแข็งไม่เกิดการละลาย ในทางตรงกันข้ามพวกเขาค้นพบว่าที่ความเข้มของเลเซอร์เพียง 4 มิลลิวัตต์สามารถทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน( heat flux intensity) ประมาณ 9.6 ไมโครวัตต์ (9.6 µW) รอบอนุภาคนาโนของทองเดี่ยวๆขนาด 50 นาโนเมตร ซึ่งทำให้เกิดความร้อนเพียงพอต่อการละลายน้ำแข็งในบริเวณที่มีอนุภาคนาโนของทองอยู่

อย่างไรก็ตาม Richardson ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมงานวิจัยกล่าวว่าปริมาณการแพร่กระจายความร้อนของอนุภาคนาโนทองขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและรูปทรงของตัวอนุภาคทองด้วย เขาพบว่าอนุภาคนาโนของทองที่เกิดการตกตะกอนจับตัวเป็นกลุ่มก้อนหลายกลุ่มในน้ำแข็ง มีผลทำให้แต่ละกลุ่มใช้ความเข้มของเลเซอร์ที่แตกต่างกันเพื่อทำให้เกิดการละลายของน้ำแข็ง

สิ่งหนึ่งที่น่าสนใจคืออนุภาคนาโนของทองคงไม่ได้มีคุณค่าเพียงนำมาละลายน้ำแข็ง แต่จากผลการทดลองครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนของทองสามารถเป็นตัวผลิตความร้อนขนาดจิ๋ว (nonoscale heaters) ซึ่งเกิดจากพลังงานแสงที่ถูกดูดซึมเข้ามาโดยอนุภาคนาโนทอง หลังจากนั้นพลังงานแสงถูกเปลี่ยนไปเป็นความร้อนและเกิดการถ่ายเทไปยังบริเวณพื้นที่ใกล้เคียง ดังนั้นจึงเป็นการสมควรอย่างยิ่งที่จะนำหลักการเดียวกันนี้ไปใช้ในงานทางด้านชีววิทยาการแพทย์ เช่น นำอนุภาคนาโนของทองไปใช้ในการฆ่าเซลล์มะเร็ง ซึ่งปัจจุบันมีกลุ่มนักวิจัยหลายกลุ่มทั่วโลกกำลังพัฒนาการนำอนุภาคนาโนของทองมาประยุกต์ใช้ในงานดังกล่าว

ที่มา

http://news.research.ohiou.edu/news/index.php?item=272

http://nanotechweb.org/articles/news/5/4/13/1

เอกสารอ้างอิง
Nano Letters Vol.6 No.4 page 783-788, 2006

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 61 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 157 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

จำนวน 3 ความเห็น, หน้า่ | -1-

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 4 ก.ย. 2549 (07:48)

รูปแสดงอนุภาคนาโนของทองที่ผังเกาะติดกับพื้นที่ผิวของน้ำแข็ง

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 11 ต.ค. 2549 (15:07)
ทำไมทองถึงดูดกลืนแสงและกระจายแสงได้ดีในขนาดนาโนครับ

เฌอปัน

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 39 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 145 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 28 ต.ค. 2549 (06:49)
ทองเมื่อถูกทำให้มีขนาดเล็กลงมากๆส่งผลให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้นตามมาด้วย ดังนั้นจึงสามารถดูดกลืนแสงได้ดี ซึ่งส่งผลต่อไปในเรื่องของการกระจายแสง ช่วงของแสงที่ทองสามารถดูดกลืนได้นั้นแตกต่างกันไปตามขนาดและรูปร่างของทอง ซึ่งจะอยู่ในช่วงของแสงใกล้กับอินฟาเรด (Infrared) และช่วงแสงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (visible light) จึงทำให้เรามองเห็นสารละลายของทองที่มีขนาดและรูปร่างต่างๆในสีที่แตกต่างกัน เช่น ทองขนาด 20 นาโนเมตรจะมีสีแดง โดยคุณสมบัติดังกล่าวเกี่ยวโยงไปในเรื่องของฟิสิกส์ที่เรียกกันว่า Surface Plasmon Resonanance (SPR)

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม

ชื่อ / email:
ข้อความ

รูปภาพ หรือ ไฟล์

กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่

ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies

วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม