https://www.bbc.com/thai/features-51428503





ภาพจำลองโครงสร้างระดับโมเลกุลของกราฟีน (Graphene)


ปัญหาขยะล้นโลกและภาวะโลกร้อน ซึ่งเกิดจากการปล่อยคาร์บอนและก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ กำลังจะได้รับการแก้ไขด้วยนวัตกรรมชิ้นใหม่ โดยสิ่งประดิษฐ์นี้สามารถเปลี่ยนขยะซึ่งมีองค์ประกอบพื้นฐานเป็นคาร์บอนทุกชนิด ให้กลายเป็น "กราฟีน" (Graphene) วัสดุมหัศจรรย์แห่งอนาคตที่มีมูลค่าสูงได้

ทีมนักเคมีจากมหาวิทยาลัยไรซ์ (Rice University) ของสหรัฐฯ ผู้คิดค้นกรรมวิธีผลิตกราฟีนจากขยะคาร์บอน ได้ตีพิมพ์รายละเอียดเกี่ยวกับผลงานข้างต้นลงในวารสาร Nature โดยระบุว่าสามารถผลิตผงกราฟีนคุณภาพสูงได้ด้วยวิธีการที่เสียค่าใช้จ่ายน้อย ทั้งยังผลิตได้อย่างรวดเร็วอีกด้วย

มีการสร้างเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กเพื่อให้ความร้อนกับขยะด้วยไฟฟ้า ตามวิธีการที่เรียกว่า "การให้ความร้อนแบบจูล" (Joule heating) หรือ "การให้ความร้อนแบบโอห์ม" (Ohmic heating) โดยจะปล่อยกระแสไฟฟ้าให้สัมผัสกับขยะซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ชั่วขณะสั้น ๆ แต่ทำให้เกิดความร้อนได้สูงถึง 3,000 เคลวิน

ความร้อนนี้จะทำลายพันธะคาร์บอนของขยะ และทำให้มันเข้าสู่กระบวนการกลับคืนสู่สถานะพื้น ซึ่งก็คือการกลายสภาพกลับไปเป็นกราไฟต์ (Graphite) แต่อย่างไรก็ตาม นักวิจัยสามารถหยุดปฏิกิริยานี้ไว้กลางทางในขั้นที่มันกำลังกลายสภาพเป็นกราฟีนได้ โดยกระบวนการทั้งหมดใช้เวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเท่านั้น


เตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กขณะดำเนินกรรมวิธีให้ความร้อนแบบจูล


ศาสตราจารย์ เจมส์ ทัวร์ ผู้นำทีมวิจัยระบุว่า วิธีการผลิตกราฟีนแบบนี้ใช้ต้นทุนต่ำ และสามารถปรับให้เป็นการผลิตระดับอุตสาหกรรมได้ง่าย ทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากกรรมวิธีผลิตไม่กินพลังงานมาก ส่วนก๊าซออกซิเจนและก๊าซไนโตรเจนที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์ก็สามารถดักจับเพื่อนำไปใช้ประโยชน์อีกครั้งได้

ทีมผู้วิจัยเรียกกราฟีนชนิดนี้ว่า "กราฟีนสายฟ้า" (Flash Graphene) เพราะสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วในชั่วพริบตา และไม่ทำให้เกิดของเสียที่จะเป็นมลพิษออกสู่สิ่งแวดล้อม แต่จะมีแสงสว่างจ้าเกิดขึ้นเพียงแวบเดียว ซึ่งมาจากความร้อนส่วนเกินที่เกิดขึ้นระหว่างให้กระแสไฟฟ้ากับวัตถุดิบนั่นเอง

ศ. ทัวร์ กล่าวว่า "ของแข็งที่มีองค์ประกอบพื้นฐานเป็นคาร์บอน สามารถนำมาผลิตเป็นกราฟีนได้ด้วยกรรมวิธีนี้ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นเปลือกกล้วย เศษอาหาร พลาสติก หรือยางรถยนต์ เราสามารถทำให้ขยะไร้ค่ากลายเป็นวัสดุสูงค่าขึ้นมาได้"


ทีมนักเคมีของมหาวิทยาลัยไรซ์ นำโดย ศ. เจมส์ ทัวร์ (คนที่สองจากซ้ายมือ)


"ผงกราฟีนคุณภาพสูงที่ผลิตได้นี้ จะมีราคาถูกลงกว่าที่จำหน่ายกันอยู่ในปัจจุบันหลายเท่า อาจนำไปผสมกับคอนกรีตเพื่อเสริมความแข็งแกร่งและช่วยลดการผลิตคอนกรีตลง เนื่องจากอุตสาหกรรมประเภทนี้เป็นตัวการสำคัญที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 8% ต่อปี"

กราฟีนเป็นวัสดุคาร์บอนที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว และได้รับการขนานนามว่าเป็นวัสดุมหัศจรรย์ เพราะมีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึง 200 เท่า และนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง โดยเพียงผสมกราฟีน 1% ลงในพลาสติก ก็สามารถทำให้พลาสติกนั้นนำไฟฟ้าได้

หากกราฟีนมีราคาถูกลงและผลิตได้ง่ายขึ้น คาดว่าจะมีการนำมาใช้แพร่หลายในงานด้านเทคโนโลยีหลายแขนง เช่นการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ล้ำยุค แผงเซลล์สุริยะและแบตเตอรีประสิทธิภาพสูง วัสดุประกอบรถยนต์ อุปกรณ์การแพทย์ที่ฝังในร่างกาย รวมทั้งแผ่นกรองน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืดบริสุทธิ์


กราฟีน สุดยอดสารที่จะปฏิวัติเทคโนโลยี(29 มีนาคม 2018)
https://www.bbc.com/thai/international-43569711

นักวิจัยออสเตรเลียสร้างวัสดุมหัศจรรย์ "กราฟีน" จากน้ำมันพืช(1 กุมภาพันธ์ 2017)
https://www.bbc.com/thai/international-38825671

น้ำทะเลดื่มได้แล้วด้วยแผ่นกรองกราฟีน(4 เมษายน 2017)
https://www.bbc.com/thai/international-39489307

อิ้อหือ สุดยอด

เทคโนโลยีหรอ....

เปล่า หมูกรอบในลายเซ็นต์

ปล.แก้ไข หมูย่าง...

เคยมีคนบอกว่ากราฟีนทำได้ทุกอย่างยกเว้นออกจากแล็บ

เอาจริงๆตอนนี้ก็เริ่มมีผลิตภัณฑ์ที่ใช้กราฟีนออกมาบ้างแล้ว รอดูว่าในอนาคตจะทำได้ตามที่โม้กันจริงๆหรือป่าว

แข็งกว่าเหล็ก 200 เท่า OMG!! แต่ดีอย่างเสียอย่างตรงเรื่องนำไฟฟ้านี่แหละ

เสียดาย ผมไม่ได้จบเคมีมา

สมัยมอปลายจำได้ว่าคาร์บอนมันมี 4 พันธะนี่ ทำไมพอเป็นกราฟีนถึงเหลือ 3 ใครรู้อธิบายทีครับผมลืมไปหมดแล้ว

มันก็ต้องมีกากเหลืออยู่ดี

เอ้าแล้วกำจัดองค์ประกอบอื่นยังไงอะ raw material​ ไม่ได้มีแต่คาร์บอนนะ

นำไฟฟ้าไม่ใช่เรื่องแย่นะครับ บางที่การนำไฟฟ้านี่แหละเป็นคุณสมบัติที่ดีของมันเลย กราฟีนมันนำไฟฟ้าดีกว่าทองแดงเลยนะครับ ซึ่งทองแดงตามความต้านทานไฟฟ้าต่ำเป็นอันดับสองรองจากเงินแค่นั้น อีกทั้งน้ำหนักเบาด้วย ผลคืออะไร เราจะได้สายไฟที่เบาลง เล็กลง ราคาถูกลง และประสิทธิภาพมากขึ้น อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ก็จะน้ำหนักลดลงด้วย นี่ยังไม่รวมรถไฟฟ้าหรือเครื่องบินที่จะเบาลงทำให้ประหยัดพลังงานได้มากขึ้น

อีกอย่างที่ข่าวนำเสนอไปว่าสามารถเอาผสมกับพลาสติกเพื่อนำไฟฟ้าได้ อันนี้เป็นความฝันของอุตสาหกรรมพลาสติกเลย อย่างที่รู้กันว่าพลาสติกมีคุณสมบัติเป็นฉนวนกันไฟฟ้า แต่มันจะมีการใช้งานบางอย่างที่ต้องใช้พลาสติก และต้องนำไฟฟ้าด้วย ผมยกตัวอย่างพวกขาตั้งโต๊ะที่วางเครื่องใช้ไฟฟ้าแล้วกัน ความต้องการนี้พบบ่อยในโรงบาลกับโรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิค (ห้ามมีประจุบนโต๊ะเพราะมันทำให้แผงวงจรอุปกรณ์ไฟฟ้าเสียได้) ปกติขาตั้งเค้าทำมาจากพลาสติก TPE จะไม่ใช้โลหะกันเพราะมันลื่น การใช้งานเดิมคือเค้าจะต่อสายดิน ปัญหาคือมันย้ายลำบาก การมีวัสดุที่เป็นพลาสติกที่นำไฟฟ้ามันช่วยให้ไม่ต้องต่อสายดิน และทำให้การโยกย้ายอุปกรณ์ง่ายขึ้น

ปล. การแก้ปัญหาตอนนี้คือการใช้ยาง NBR นำไฟฟ้า ซึ่งนำไฟฟ้าได้จริง แต่ความต้านทานสูง บางทีประจุมันไหลไปทางอื่นก่อนลงดิน

ปล2. โรงงานผมมีผลิตพวกนี้อยู่เลยเจอลูกค้าถามหาพลาสติกนำไฟฟ้าบ่อยมาก แต่ผมมีให้ไม่ได้ ต้องเสนอ ยาง NBR อย่างเดียว เคยลองผสมโลหะในพลาสติกที่ฉีดดูแล้ว ผลคือหลอดฉีดตันจากตะกรันโลหะ ผสมน้อยไฟฟ้าก็ไม่ไหล ถ้าสอดเหล็กลงไปทั้งแท่งเพื่อนำไฟฟ้าใช้ไม่นานพลาสติกสึกเหล็กแทงพื้นเป็นรอยอีก

มีส่วนที่จับกันด้วยพันธะคู่ครับท่านโดโลเรส