นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน
อ่าน: 3427
ความเห็น: 1

10 วัสดุแห่งอนาคต

ปีที่แล้วเจอเว็บนี้เข้า น่าสนใจ เขาทำนายถึงวัสดุแห่งอนาคต 10 ประเภท

http://lifeboat.com/ex/10.futuristic.materials

ที่น่าสนใจมากคือ metamaterials เพราะ metamaterials มีพฤติกรรมเกี่ยวกับแสงที่ผิดไปจากที่ทำนายไว้ในสมการ electromagnetic ของ Maxwell คือแทนที่จะ "ถนัดขวา" ก็กลับ "ถนัดซ้าย" (จำเรื่อง cross product ของ vectors ที่เป็นไปตามกฎมือขวาได้ไหมครับ ? นั่นคือ คณิตศาสตร์ว่าด้วยการ "ถนัดขวา")

หรือที่เรียกอีกอย่างว่า negative refractive index

แต่คุณสมบัติที่ว่า ไม่ได้เกิดจากว่า เป็นสารทำจากอะไร

แต่เป็นผลจากรูปทรงระดับนาโน ว่ามีรูปทรงอย่างไร

Feynman เคยอธิบายไว้ในหนังสือ QED: The Strange Theory of Light and Matter (ซึ่งมีวีดิโอที่เขาบรรยายไว้ ซึ่งเป็นฉบับร่างของหนังสือเล่มนี้อีกที ที่ The Vega Science Trust - Richard Feynman) เมื่อนานมาแล้ว ว่า รูปทรงของการรับแสง กำหนดถึงพฤติกรรมเกี่ยวกับแสงด้วย

ถ้าคุมพฤติกรรมเกี่ยวกับแสงได้ หมายความว่า สามารถเล่นกลเกี่ยวกับการเห็นได้ทุกอย่าง

ลองนึกถึงการพิมพ์ภาพสามมิติให้เห็นลอยเหนือกระดาษดูสิครับ

มีคนเปรียบเทียบว่า หลักการนี้ สามารถใช้สร้างโทรทัศน์โฮโลแกรมที่เราเห็นภาพสามมิติทะลุออกมาเหมือนจริงขนาดที่ว่า ใช้กล้องส่องทางไกลซูมเข้าไปดูแล้วยังดูไม่ออกว่ากำลังดูโฮโลแกรม หรือดูของจริงกันแน่

หรือสร้างชุดที่ใส่แล้วล่องหน (เหมือนในหนัง Predator ยังไงยังงั้น)

ประเด็นนี้ ไม่ได้มีความสำคัญเรื่องการประยุกต์ทาง optics อย่างเดียว เพราะเวลาเขาพูดถึงแสง เขาหมายถึง electromagnetic wave ทั้งยวง

สมการคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวล อธิบายการรับ และส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีสองประเด็นควบคู่กัน ประเด็นแรกคือ ในฐานะที่เป็น "ข้อมูล" (เกิดเป็น ตัวกระจายสัญญาณข้อมูล หรือวิทยุ และ ตัวรับ หรือ เสาอากาศเครื่องรับ) และประการที่สอง ในฐานะที่เป็น "พลังงาน" (ที่สามารถส่งผ่านอากาศได้ - แบบไร้สาย)

จริง ๆ แล้วคนในยุคแรก ๆ ที่บุกเบิกเรื่องการรับส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เขาไม่ได้สนใจในเรื่อง "การรับส่งข้อมูล" อย่างเดียว เขาสนใจเรื่อง "การรับส่งพลังงานไร้สาย"ด้วย ซึ่งเป็นประเด็นที่ปัจจุบัน ทำได้แค่ทดลองในสเกลเล็กมาก เช่น ไม่กี่วัตต์

ถ้าคิดว่า การส่งพลังงานไร้สายเป็นเรื่องไกลตัว ลองนึกถึง nano-antenna ระดับโมเลกุล ที่เกิดจาก supramolecular structure ดูสิครับ

ตัวอย่างเล็ก ๆ ที่ว่านี้ คือคลอโรฟิลล์ในฐานะเป็น nano-antenna ซึ่งจริง ๆ แล้ว คือ โซลาร์เซลล์ชีวภาพที่ประสิทธิภาพพลังงานสูงมาก โดยเป็นใช้ทั้งโมเลกุลเป็นเสาอากาศรับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ประสิทธิภาพพลังงานสูงขนาดไหน บอกแล้วอาจไม่น่าประทับใจเท่ากับการบอกว่า สูงมากพอที่จะแปลงอากาศ น้ำ และแร่ธาตุเพียงเล็กน้อย ให้กลายเป็นป่าใหญ่ และกำหนดระบบนิเวศของทั้งโลก

ข้อเท็จจริงที่ใหญ่มากจนเรามองไม่เห็นชัด ก็คือ สิ่งมีชีวิตในโลก ถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานไร้สายที่ส่งมาจากนอกโลก คือ พลังงานจากดวงอาทิตย์ ที่มีภาครับคือพืช ใช้สร้างหน่วยพลังงาน (อาหาร) และระบบช่วยเผาไหม้อาหาร (ออกซิเจน)

 

 88239653 

เทคโนโลยีนาโน ถ้าไม่สามารถสื่อสาร-สั่งการ ด้วยแสง คงยาก ที่จะใช้งานได้คล่องตัว

meta-materials คือประตูบานหนึ่งไปสู่การสื่อสาร-สั่งการ ที่ว่านั้น

ตอนนี้เป็นยุคที่คนเริ่มมองเห็นทฤษฎีที่เกี่ยวข้องแบบรางเลือน แต่ยังไม่สุกงอมที่จะสร้างงานประยุกต์ออกมา 

คงคล้ายตอนที่มีการคิดเรื่องเลเซอร์ในยุคแรก ที่มีคนมองว่า เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่รอการประยุกต์ใช้

meta-materials ก็คงไม่ต่างกัน

หมวดหมู่บันทึก: เรื่องทั่วไป
คำสำคัญ (keywords): electromagnetic  meta-materials
สัญญาอนุญาต: สงวนสิทธิ์ทุกประการ Copyright
สร้าง: 02 มีนาคม 2552 16:51 แก้ไข: 21 มิถุนายน 2552 14:39 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

เข้าไปอ่านในเว็บแล้วครับ

ขอบคุณที่เขียนบันทึกนี้ครับ

จะได้พอตามเทคโนโลยีได้ทัน โดยไม่ต้องใช้เวลามาก

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 34.237.138.69
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ