เอกสารประกอบการบรรยายเรื่อง สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี

1. ความเปนสหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
ครูทวศกด ภ ั
ครทวีศกดิ์ ภูชย
ั
โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ จังหวัดนนทบุรี

2. สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
• สหวิทยาการ มาจาก
–สห (วิ เ ศษณ ) หมายถึ ง ด ว ยกั น พร อ ม ร ว ม ร ว มกั น (มั ก ใช
ประกอบหนาคําอื่น เชน สหประชาชาติ)
–วิ ท ยาการ (นาม) หมายถึ ง ความรู แ ขนงต า งๆ (เช น ศิ ล ปะ
วทยาการ)
วิทยาการ)
• สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี คือ
สหวทยาการของนาโนเทคโนโลย คอ
____________________________________
____________________________________
____________________________________

3. สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี

4. นาโนเทคโนโลยีกบการพัฒนาเพือเพิมมูลคา
ั ่ ่
Nanochips
นาโนอิเล็กทรอนิกส
โ ิ ็ ิ
Watch phone, tablet computer
DDS/ biosensor
นาโน
เทคโนโลยีชีวภาพ Drug delivery system
Nanofilms
Flexible thin screen
วััสดุนาโน
โ

5. นาโนเทคโนโลยีกบแนวคิดพืนฐานที่สาคัญ
ั ้ ํ

6. แขนงหลักของนาโนเทคโนโลยี
0
นาโน
1 นาโน
เทคโนโลยี
อิเล็กทรอนิกส
อเลกทรอนกส
ชีีวภาพ
2
3
วสดุนาโน
วัสดนาโน

7. การวิจยทางดานนาโนเทคโนโลยีชวภาพ
ั ี
• การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องสําอางโดยการพัฒนาระบบนําสง เชน
0 ไลโปโซม
ไ โ โ (Liposome)
• การพัฒนาระบบนําสงยา (Drug delivery system)ในการรักษาโรค
การพฒนาระบบนาสงยา system)ในการรกษาโรค
1
• การคนหายาหรือสารออกฤทธิ์ชนิดใหมๆ เชน ยายับยั้งโรคเอดส
2 • การพัฒนาวิธการตรวจวินิจฉัยโรคแบบใหม เชน DNA chip หรือ Lab-on-
ี
a-chip
3
• การพัฒนา Nanobiosensor เพื่อใชประโยชนทางดานการเกษตร อาหาร
การพฒนา เพอใชประโยชนทางดานการเกษตร
และสาธารณสุข
• การสรางอวัยวะหรือเนื้อเยื่อเทียมโดยใชเทคโนโลยีวิศวกรรมเนื้อเยื่อ

8. นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ : การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องสําอางโดยการ
พัฒนาระบบนําสง เชน ไลโปโซม (liposome)
0 ไลโปโซม (Liposome) เปนอนุภาคขนาดเล็กมาก มี
ลักษณะเปนถุงกลมๆ ของสารไขมันซึ่งสวนใหญจะเปน
ุ ๆ ญ
1 ไขมันประเภท phospholipids ในสารละลายน้ํา
2 ในเครื่องสําอาง เราสามารถใชมันนําสงสารตางๆเขาสูชั้น
ผิวหนังไดอยางมีประสิทธิภาพมากขึ้น
3

9. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : ระบบสงยานําวิถี (Drug Delivery System)
ี
ระบบสงยานาวถ
ระบบสงยานําวิถี (Drug Delivery System) เปนวิธีการสงโมเลกลตัวยาไป
เปนวธการสงโมเลกุลตวยาไป
0
ยังเปาหมายทีตองการเฉพาะจุดภายในรางกาย เชน เซลลมะเร็ง
่
1
2 การสงยาไปยังเปาหมายทีตองการ
ไ ่
สามารถทําไดหลายวิธี เชน ทาง
3 ระบบเสนเลือด ทางระบบยอย
อาหาร (ทางปาก) ทางระบบ
ป
หายใจ และทางระบบกลามเนื้อ

10. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : ระบบสงยานําวิถี (Drug Delivery System)
ี
0
1
2
3

11. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : DNA chip
ี
0
1
2
3

12. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : Lab-on-a-chip
ี
การพัฒนาอุปกรณปลอยอินซูลนอัตโนมัติและไบโอเซ็นเซอรแบบปลูกฝงใต
ิ
ผิิวหนัังใ
ในการรัักษาผูปวยโรคเบาหวาน
โ
0
1
2
3

13. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : อนุภาคนาโนของทองคําสําหรับการพัฒนานา
ี
โนไบโอเซ็นเซอร
0
1
2
3
ไบโอเซ็นเซอรที่ใชอนุภาคนาโนของทองคําในการตรวจจับสารพันธุกรรมของเชื้อแอนแทร็ก

14. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : Nanobiosensor
ี
0
1
2
3

15. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : หมุดควอนตัม
ี
หมุดควอนตัม (Quantum Dot) เปนโครงสรางที่มีลักษณะ
เปนผลกนาโน (
ป ึ โ (nanocrystal) ของสารประกอบทมคุณสมบตเปนสารกงตวนา
l) ป ี่ ี ั ิ ป ึ่ ั ํ
0
(semiconductor) เชน แคดเมียมเซลิไนด (CdSe) เลดซัลไฟด (PbS) มีขนาด
1 เสนผาศูนยกลางระหวาง 2-10 นาโนเมตร .
โครงสรางของหมุุดควอนตัมที่ไดจากสังเคราะหมีคุณสมบัติที่พิเศษจาก
2 การที่อิเล็กตรอนที่อยูภายในถูกจํากัดบริเวณการเคลื่อนที่ทั้งสามมิติไว (Quantum
confinement) การถกกักขังนี้จึงสงผลใหเกิดระดับการสงผานพลังงานที่ไม
การถูกกกขงนจงสงผลใหเกดระดบการสงผานพลงงานทไม
3 ตอเนื่องหรือเกิดเปนพลังงานแบบควอนตัม หมุดควอนตัมที่มีขนาดใหญจะมี
สีี สั น ที่ี แ สดงออกมาอยู ใ นขอบเขตของสีี แ ดง และควอนตัั ม ที่ี มี ข นาดทีี่ เ ล็็ ก ลง
ลดหลั่นกันลงมาจะมีสีสันอยูในขอบเขตของสีน้ําเงิน

16. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : หมุดควอนตัม
ี
หมุดควอนตัม (Quantum Dot) สําหรับยอมสีเซลลสงมีชวิต
ิ่ ี
0
1
2
3

17. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : เทคโทเดนไดรเมอร
ี
0
1
2
3

18. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : การสรางอวัยวะหรือเนือเยือเทียม
ี ้ ่
0 การพััฒนาเม็็ดเลือดเทียมที่สามารถทํางานไดเทีียบเทาเซลลเม็็ด
ื ี ี ํ ไ 
เลือดแดงปกติ ถึง 236 เซลล
1
2
3

19. การวิจยทางดานนาโนอิเล็กทรอนิกส
ั
• การพัฒนาตัวรับรููนาโน (Nanosensors)
0 • เทคโนโลยีจอภาพแบบใหม เชน Organic light emitting diodes, OLEDs
1 • การพัฒนาฮารดดิสกไดรฟ (HDD) และหนวยเก็บความจําความจุสูง
• เทคโนโลยนาโนโฟโตนกส (N h i ) เพอการโทรคมนาคม และ
โ โ ี โ โฟโ ิ ส (Nanophotonics) ื่ โ
2
เซลลสุรยะ
ิ
3 • อุปกรณอิเล็กทรอนิกสเชิงโมเลกุล (molecular electronics)
• นาโนคอมพิวเตอร เชน ควอนตัมคอมพิวเตอร

20. นาโนอิเล็กทรอนิกส :การพัฒนาตัวรับรูนาโน

0
1
2 NEMS Resonator(Caltech, USA)
MEMS
3
Lab-on-chip
Spintronic sensor
S i i
technology being tested
on a Mercedes V8
engine at O f d
i t Oxford
DNA Analyzer (AFFYMETRIX) Smart Shirt (Gatech, USA)

21. นาโนอิเล็กทรอนิกส : เทคโนโลยีจอภาพแบบใหม
0 Organic light-emitting diodes, OLED
1
2
3

22. นาโนอิเล็กทรอนิกส : Nano Solar cell
Dye-sensitized Nanocrystalline TiO2 film Dye (Buckminsterfullerene and
0 porphyrin)
1
2
3
Metal nanorod plastic solar cell

23. การวิจยทางดานวัสดุนาโน
ั
0
1
2
3

24. การวิจยทางดานวัสดุนาโน
ั
0
1
2
3

25. การวิจยทางดานวัสดุนาโน
ั
• การพัฒนาวิธีการสังเคราะหและการใชประโยชนจากวัสดุนาโนชนิดตางๆ เชน
อนุภาคนาโน, นาโนคอมพอสท, ทอนาโนคารบอน, เสนใยนาโน, ตวเรง
โ โ สิ  โ  ส ใ โ ั 
0
ปฏิกิริยา, รูพรุนนาโน หมุดควอนตัม บัคมินสเตอรฟูลเลอรีน เดนไดรเมอร
1 ฯลฯ
• เทคโนโลยีฟลมบางสําหรับอตสาหกรรมสี ยานยนต เฟอรนิเจอร บรรจภัณฑ
เทคโนโลยฟลมบางสาหรบอุตสาหกรรมส ยานยนต เฟอรนเจอร บรรจุภณฑ
2 อาหารและการเกษตร พลังงานและสิ่งแวดลอม ฯลฯ
3 • พื้นผิวทําความสะอาดตัวเอง (self-cleaning surface) วัสดุกันน้้ํา (water-
repellent) วัสดซอมแซมตวเอง (self-healing materials) วัสดกําจดเชอโรค
วสดุซอมแซมตัวเอง (self healing materials), วสดุกาจัดเชื้อโรค
(antimicrobial)
• เซลลเชื้อเพลิง (fuel cell) และอุปกรณเก็บพลังงาน
• วัสดนาโนสําหรับการแพทย
วสดุนาโนสาหรบการแพทย

26. วัสดุนาโน : ทอนาโนของคารบอน
ทอนาโนของคารบอน (carbon nanotubes CNTs)
ทอนาโนของคารบอน nanotubes,
0
1 คุณสมบัติพิเศษ
• มีทั้งแบบผนังเดี่ยวและผนังหลายชั้น (single wall/ multi-walls CNT)
2 • มีพื้นที่ผิวสูงมาก
• มีความแข็งแรงเชิงกลสงมาก (มอดลัสสงมาก)
มความแขงแรงเชงกลสูงมาก (มอดูลสสูงมาก)
3 • ความยืดหยุนสูง และสามารถโคงงอได
• เขากับรางกายไดดี
เขากบรางกายไดด
• นําไฟฟาไดดีมากในกรณีที่มีสมบัติเปนโลหะ
• นํําความรอนไดดีมาก และมีความเสถีียรทีี่อุณหภูมิสูง
 ไ  ี
• สามารถบรรจุอะตอม หรือโมเลกุลชนิดอื่นไวภายในทอได Armchair Zigzag
g g
• มีคุณสมบัติเปนวัสดุปลดปลอยแสง (field-emitter)

27. วัสดุนาโน : ทอนาโนของคารบอน
แนวทางการวจยแล การใชปร โยชนของทอนาโนของคารบอน
แนวทางการวิจัยและการใชประโยชนของทอนาโนของคารบอน
0
ดานพอลิเมอร และเซรามิก
1 พอลิเมอรนําไฟฟา
ปองกันคลื่นแมเหล็กไฟฟา
2 เพิ่มความแข็งแรงของพอลิเมอร
เพมความทนทานการแตกราวของเซรามก
เพิ่มความทนทานการแตกราวของเซรามิก
3
ดานพลังงาน
อิเล็กโตรดของคาปาซิเตอร
อเลกโตรดของแบตเตอร
อิเล็กโตรดของแบตเตอรี่
ตัวกักเก็บไฮโดรเจนสําหรับเซลลเชื้อเพลิง
เพมประสทธภาพเซลลสุริยะ
เพิ่มประสิทธิภาพเซลลสรยะ

28. วัสดุนาโน : อนุภาคนาโนของเงิน
อนุภาคนาโนของเงน
อนภาคนาโนของเงิน (Silver nanoparticles) ที่มีขนาดเล็กกวา 10
ทมขนาดเลกกวา
0 นาโนเมตรจะมีสีเหลืองทองอันเนื่องมาจากปรากฏการณทางควอนตัม
1
และมีีคุณสมบััติในการกําจัดแบคทีเี รีย
ํ ั ี
2
3
A-Do Global Co Ltd, Korea

29. วัสดุนาโน : เฟอรโรฟลูอิด (Ferrofluid)
ในป ค.ศ. 1960 นักวิจัยขององคการนาซา (NASA) พยายามที่จะ
0 ศึึกษาเพืื่อหาวิธีการในการควบคุมของเหลวในอวกาศ พวกเขาไดคนพบวา ไ
อนุภาคของธาตุเหลกในระดบนาโนนนมความเปนแมเหลก โดยอนุภาคนา
อนภาคของธาตเหล็กในระดับนาโนนั้นมีความเปนแมเหล็ก โดยอนภาคนา
1 โนเหลานี้สามารถปองกันการจับตัวรวมเขาดวยกันเองได และยังสามารถที่
จะแพร ก ระจายเข า ไปได ใ นนํ้ํ า หรืื อ นํ้ํ า มัั น ทํํ า ให ส ามารถที่ี จ ะควบคุ ม
ไปไ ใ
2
ตํ า แหน ง หรื อ การเคลื่ อ นที่ ข องของเหลวโดยอาศั ย สมบั ติ ของการเป น
3 แมเหล็กได ซึ่งของเหลวที่คนพบนี้เรียกกันวา เฟอโรฟลูอิด (ferrofluids)
สภาพแมเหล็กเฟอรโร สภาพแมเหล็กแอนติเฟอรโร สภาพแมเหล็กพารา

30. วัสดุนาโน : เฟอรโรฟลูอิด (Ferrofluid)
ปจจุุบันเฟอโรฟลูอดถูกนํามาใชประโยชนโดยทั่วไป ไดแก การประดิษฐหู
ูิ ู ฐ
0 ฟง การผลิตหนวยความจําสําหรับ ปจจุบันมีความตองการที่จะนําเฟอโรฟลูอดมาใชใน
ิ
การ พฒนาตวรบรูขนาดเล็ก หรอนามาใชเปนอุปกรณทางการแพทย เพื่อที่จะใชใน
พัฒนาตัวรับร นาดเลก หรือนํามาใชเปนอปกรณทางการแพทย เพอทจะใชใน
1 ระบบการนําสงยาเขาสูรางกาย ใชในการดูดซับสารพิษภายในรางกาย เปนตน
2
3
ปรากฏการณซูเปอรพาราแมกเนติก (superparamagnetic phenomenon)
ฏ ( p p g p )
อนุภาคที่มีสมบัติซูเปอรพาราแมกเนติก (superparamagnetic particles) จะมี
สมบัติแมเหล็ก ที่ไมม่ันคงอันเนื่องมาการแปรปรวน ของอุณหภูมิ

31. วัสดุนาโน : พืนผิวทําความสะอาดตัวเอง
้
0
1
2
3

32. แหลงขอมูลเพิมเติม
่
 ขาวสารนาโนเทคโนโลยีี @ manageronline
โ โ โ l
http://www.manager.co.th/Science/viewbrowse.aspx?browsenewsID=5515
 ศูนยนาโนเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล
ู
http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/
 จดหมายขาววิทยาศาสตรและเทคโนโลยี จาก วอชิงตัน
http://www.ostc.thaiembdc.org/test2012/S%26Tnewsletter
http://www ostc thaiembdc org/test2012/S%26Tnewsletter
 ประมวลบทความนาโนเทคโนโลยีี
โ โ โ
http://pound1983.wordpress.com/room/basicnano/nanoarticle/

33. Thank you for your attention