“ซุปเปอร์แซฟไฟร์” ถือกำเนิดแล้ว! มหาวิทยาลัยเท็กซัสได้พัฒนาวัสดุป้องกันฝุ่น ป้องกันหมอก และป้องกันแสงสะท้อนชนิดใหม่เพื่อปฏิวัติเทคโนโลยีแห่งอนาคต

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน (The University of Texas at Austin) ได้พัฒนานาโนโครงสร้างใหม่ที่เรียกว่า “ซูเปอร์แซฟไฟร์” (Super Sapphire) ซึ่งไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติป้องกันฝุ่น ป้องกันแสงสะท้อน และป้องกันหมอก แต่ยังคงความทนทานที่เป็นเอกลักษณ์ของแซฟไฟร์ไว้ เทคโนโลยีนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ และคาดว่าจะสามารถนำไปใช้ในหลายสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์ ออปติกส์ อวกาศ และการป้องกันประเทศ และกำลังเดินหน้าสู่การนำไปใช้ในชีวิตจริง

พลังพิเศษของแซฟไฟร์

จินตนาการดูสิ โทรศัพท์มือถือที่ตกหลายครั้งยังคงสมบูรณ์แบบ, แว่นตาที่สามารถกำจัดแสงจ้าอันรำคาญ, กระจกรถยนต์ที่ไม่สะสมฝุ่นอีกต่อไป ด้วยการมาถึงของโครงสร้างนาโนแซฟไฟร์รุ่นใหม่ วิสัยทัศน์เหล่านี้จะกลายเป็นจริงในไม่ช้า

ตามแบบดั้งเดิม แซฟไฟร์เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความแข็งแกร่งที่ยอดเยี่ยม ซึ่งเกือบจะไม่สามารถขูดขีดได้ จึงได้รับความนิยมในแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม ความยากลำบากในการผลิตยังคงเป็นข้อจำกัดในการใช้งานในระดับจุลภาค รองศาสตราจารย์ Zhang Zhi-Hao (Chih-Hao Chang) จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลของมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน (Walker Department of Mechanical Engineering) และหัวหน้านักวิจัยของโครงการนี้ กล่าวว่า “แซฟไฟร์เป็นวัสดุที่มีมูลค่าสูง เนื่องจากมันมีความแข็งสูงมากและคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่น ๆ แต่คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้การผลิตในปริมาณเล็ก ๆ เป็นเรื่องที่ท้าทายมาก”

โครงสร้างนาโนที่ทำลายสถิติ

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Zhang ได้เผยแพร่การศึกษาของพวกเขาในวารสาร Materials Horizons โดยแสดงให้เห็นว่า ด้วยเทคโนโลยีโครงสร้างนาโนใหม่ พวกเขาสามารถสร้างโครงสร้างนาโนแซฟไฟร์ที่มีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างสูงมาก ซึ่งทำให้สามารถรักษาความแข็งแกร่งและความแข็งไว้ได้พร้อมกัน และยังมีคุณสมบัติพิเศษอีกด้วย

ถึงแม้ว่าโครงสร้างนาโนเหล่านี้จะมีความทนทานต่อการขีดข่วนที่ต่ำกว่าบลูแซฟไฟร์แบบแท่งดั้งเดิม แต่ความทนทานต่อการขีดข่วนของมันสามารถเปรียบเทียบได้กับทังสเตนหรือกระจกแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการป้องกันหมอก ป้องกันฝุ่น และป้องกันแสงสะท้อน พร้อมทั้งคุณสมบัติการทำความสะอาดตัวเอง

“เทคโนโลยีนี้น่าตื่นเต้นมาก เพราะโครงสร้างนาโนมักถูกมองว่าเปราะบาง แต่เราสามารถเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยแซฟไฟร์” นาย Kun-Chieh Chien หนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษา และเพิ่งได้รับปริญญาเอก กล่าว

การออกแบบเลียนแบบธรรมชาติและคุณสมบัติการทำความสะอาดตัวเอง

ทีมวิจัยได้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ โดยโครงสร้างนาโนแซฟไฟร์ที่มีรูปทรงกรวยเลียนแบบการออกแบบของตาแมลงผีเสื้อ ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการ透ผ่านของแสงและลดแสงสะท้อน นอกจากนี้ โครงสร้างนี้ยังมีพลังผิวสูงและอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างที่ทำให้มันสร้างพื้นผิวที่มีความชอบน้ำสูงสุด ซึ่งช่วยป้องกันการควบแน่นของหมอก เทคโนโลยีนี้ยังสามารถปรับให้เป็นพื้นผิวที่มีคุณสมบัติกันน้ำได้ดี ทำให้น้ำหยดไหลออกไปอย่างรวดเร็ว คล้ายกับผลกระทบของใบบัว

“โครงสร้างนาโนแซฟไฟร์ของเราไม่เพียงแค่มีความสามารถหลากหลาย แต่ยังมีความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยม ทำให้มันเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการความทนทานและประสิทธิภาพสูง” นาย Mehmet Kepenekci นักศึกษาปริญญาโทและผู้เขียนหลักกล่าว

การประยุกต์ใช้งานอย่างกว้างขวางและการพัฒนาในอนาคต

เทคโนโลยีนี้จะนำมาซึ่งประโยชน์มากมาย ตัวอย่างเช่น สำหรับผู้บริโภค มันจะช่วยเพิ่มความสามารถในการอ่านของสมาร์ทโฟนในสภาพแสงจ้า ป้องกันการเกิดหมอกและแสงสะท้อนที่เลนส์กล้อง และทำให้หน้าต่างและกระจกหน้ารถสะอาด

ในด้านการสำรวจอวกาศ เทคโนโลยีการป้องกันฝุ่นช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะได้รับการปกป้องจากฝุ่นในระหว่างภารกิจลงจอดบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ในการใช้งานด้านการป้องกัน คาดว่าจะนำมาใช้เพื่อสร้างเซนเซอร์อินฟราเรดและหน้าต่างป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

“พื้นผิวแซฟไฟร์ที่สามารถทำความสะอาดตัวเองของเรา สามารถรักษาพื้นที่ปลอดฝุ่นได้ถึง 98.7% เพียงแค่ใช้แรงโน้มถ่วงเท่านั้น” แอนดรูว์ ทูเนลล์ (Andrew Tunell) นักศึกษาที่รับผิดชอบการทดลองเกี่ยวกับการยึดเกาะของฝุ่น กล่าว “นี่เป็นการพัฒนาที่ก้าวหน้ากว่าระบบกำจัดฝุ่นที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมในอวกาศ ซึ่งทรัพยากรน้ำมีจำกัดและการทำความสะอาดทำได้ยาก”

ทีมวิจัยกำลังเร่งขยายกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งพัฒนาสมบัติทางกลและทางเคมีของโครงสร้างนาโนอย่างไม่หยุดยั้ง เพื่อเสริมประสิทธิภาพการทำงานให้ดียิ่งขึ้น พวกเขาหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะสามารถพลิกโฉมโลกแห่งความจริงได้อย่างปฏิวัติ

อ้างอิง

• โครงสร้างนาโนซูเปอร์แซฟไฟร์ “กันฝุ่น กันแสงจ้า กันฝ้า” เตรียมพลิกวงการในหลากหลายอุตสาหกรรม
• นักวิทยาศาสตร์พัฒนา “แซฟไฟร์ซูเปอร์” ที่ทนทานต่อรอยขีดข่วน แสงสะท้อน หมอก และอื่นๆ
• “โครงสร้างนาโนแซฟไฟร์ที่ทนต่อรอยขีดข่วนพร้อมคุณสมบัติป้องกันแสงสะท้อน ป้องกันหมอก และป้องกันฝุ่นละออง” โดย Kun-Chieh Chien, Mehmet Kepenekci, Andrew Tunell และ Chih-Hao Chang 11 กุมภาพันธ์ 2025 Materials Horizons ดอย: 10.1039/D4MH01844C

(เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน)

สำหรับการบด เรามีการปรับแต่งตามความต้องการในการประมวลผล เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

ยินดีต้อนรับที่จะติดต่อเรา เราจะมีคนที่จะตอบคำถามของคุณ

หากคุณต้องการใบเสนอราคาแบบกำหนดเองโปรดติดต่อเรา

เวลาทำการฝ่ายบริการลูกค้า : จันทร์ – ศุกร์ 09:00~18:00 น.

โทร : 07 223 1058

หากมีข้อสงสัยหรือคำถามที่ไม่ชัดเจนทางโทรศัพท์ โปรดอย่าลังเลที่จะส่งข้อความส่วนตัวถึงฉันทาง Facebook ~~

เฟซบุ๊ก HonWay: https://www.facebook.com/honwaygroup

คุณอาจสนใจ…