Download as PDF, PPTX
Uploaded byTaweesak Poochai
สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
เอกสารประกอบการบรรยายเรื่อง สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
- 1. ความเปนสหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี ครูทวศกด ภ ั ครทวีศกดิ์ ภูชย ั โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ จังหวัดนนทบุรี
- 2. สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี • สหวิทยาการมาจาก –สห (วิ เ ศษณ ) หมายถึ ง ด ว ยกั น พร อ ม ร ว ม ร ว มกั น (มั ก ใช ประกอบหนาคําอื่น เชน สหประชาชาติ) –วิ ท ยาการ (นาม) หมายถึ ง ความรู แ ขนงต า งๆ (เช น ศิ ล ปะ วทยาการ) วิทยาการ) • สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี คือ สหวทยาการของนาโนเทคโนโลย คอ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________
- 3.
- 4. นาโนเทคโนโลยีกบการพัฒนาเพือเพิมมูลคา ั ่ ่ Nanochips นาโนอิเล็กทรอนิกส โ ิ ็ ิ Watch phone, tablet computer DDS/ biosensor นาโน เทคโนโลยีชีวภาพ Drug delivery system Nanofilms Flexible thin screen วััสดุนาโน โ
- 5.
- 6. แขนงหลักของนาโนเทคโนโลยี 0 นาโน 1 นาโน เทคโนโลยี อิเล็กทรอนิกส อเลกทรอนกส ชีีวภาพ 2 3 วสดุนาโน วัสดนาโน
- 7. การวิจยทางดานนาโนเทคโนโลยีชวภาพ ั ี • การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องสําอางโดยการพัฒนาระบบนําสง เชน 0 ไลโปโซม ไ โ โ (Liposome) • การพัฒนาระบบนําสงยา (Drug delivery system)ในการรักษาโรค การพฒนาระบบนาสงยา system)ในการรกษาโรค 1 • การคนหายาหรือสารออกฤทธิ์ชนิดใหมๆ เชน ยายับยั้งโรคเอดส 2 • การพัฒนาวิธการตรวจวินิจฉัยโรคแบบใหม เชน DNA chip หรือ Lab-on- ี a-chip 3 • การพัฒนา Nanobiosensor เพื่อใชประโยชนทางดานการเกษตร อาหาร การพฒนา เพอใชประโยชนทางดานการเกษตร และสาธารณสุข • การสรางอวัยวะหรือเนื้อเยื่อเทียมโดยใชเทคโนโลยีวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
- 8. นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ : การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องสําอางโดยการ พัฒนาระบบนําสงเชน ไลโปโซม (liposome) 0 ไลโปโซม (Liposome) เปนอนุภาคขนาดเล็กมาก มี ลักษณะเปนถุงกลมๆ ของสารไขมันซึ่งสวนใหญจะเปน ุ ๆ ญ 1 ไขมันประเภท phospholipids ในสารละลายน้ํา 2 ในเครื่องสําอาง เราสามารถใชมันนําสงสารตางๆเขาสูชั้น ผิวหนังไดอยางมีประสิทธิภาพมากขึ้น 3
- 9. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : ระบบสงยานําวิถี(Drug Delivery System) ี ระบบสงยานาวถ ระบบสงยานําวิถี (Drug Delivery System) เปนวิธีการสงโมเลกลตัวยาไป เปนวธการสงโมเลกุลตวยาไป 0 ยังเปาหมายทีตองการเฉพาะจุดภายในรางกาย เชน เซลลมะเร็ง ่ 1 2 การสงยาไปยังเปาหมายทีตองการ ไ ่ สามารถทําไดหลายวิธี เชน ทาง 3 ระบบเสนเลือด ทางระบบยอย อาหาร (ทางปาก) ทางระบบ ป หายใจ และทางระบบกลามเนื้อ
- 10. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : ระบบสงยานําวิถี(Drug Delivery System) ี 0 1 2 3
- 11. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : DNAchip ี 0 1 2 3
- 12. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : Lab-on-a-chip ี การพัฒนาอุปกรณปลอยอินซูลนอัตโนมัติและไบโอเซ็นเซอรแบบปลูกฝงใต ิ ผิิวหนัังใ ในการรัักษาผูปวยโรคเบาหวาน โ 0 1 2 3
- 13. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : อนุภาคนาโนของทองคําสําหรับการพัฒนานา ี โนไบโอเซ็นเซอร 0 1 2 3 ไบโอเซ็นเซอรที่ใชอนุภาคนาโนของทองคําในการตรวจจับสารพันธุกรรมของเชื้อแอนแทร็ก
- 14. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : Nanobiosensor ี 0 1 2 3
- 15. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : หมุดควอนตัม ี หมุดควอนตัม (Quantum Dot) เปนโครงสรางที่มีลักษณะ เปนผลกนาโน ( ป ึ โ (nanocrystal) ของสารประกอบทมคุณสมบตเปนสารกงตวนา l) ป ี่ ี ั ิ ป ึ่ ั ํ 0 (semiconductor) เชน แคดเมียมเซลิไนด (CdSe) เลดซัลไฟด (PbS) มีขนาด 1 เสนผาศูนยกลางระหวาง 2-10 นาโนเมตร . โครงสรางของหมุุดควอนตัมที่ไดจากสังเคราะหมีคุณสมบัติที่พิเศษจาก 2 การที่อิเล็กตรอนที่อยูภายในถูกจํากัดบริเวณการเคลื่อนที่ทั้งสามมิติไว (Quantum confinement) การถกกักขังนี้จึงสงผลใหเกิดระดับการสงผานพลังงานที่ไม การถูกกกขงนจงสงผลใหเกดระดบการสงผานพลงงานทไม 3 ตอเนื่องหรือเกิดเปนพลังงานแบบควอนตัม หมุดควอนตัมที่มีขนาดใหญจะมี สีี สั น ที่ี แ สดงออกมาอยู ใ นขอบเขตของสีี แ ดง และควอนตัั ม ที่ี มี ข นาดทีี่ เ ล็็ ก ลง ลดหลั่นกันลงมาจะมีสีสันอยูในขอบเขตของสีน้ําเงิน
- 16. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : หมุดควอนตัม ี หมุดควอนตัม (Quantum Dot) สําหรับยอมสีเซลลสงมีชวิต ิ่ ี 0 1 2 3
- 17. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : เทคโทเดนไดรเมอร ี 0 1 2 3
- 18. นาโนเทคโนโลยีชวภาพ : การสรางอวัยวะหรือเนือเยือเทียม ี ้ ่ 0 การพััฒนาเม็็ดเลือดเทียมที่สามารถทํางานไดเทีียบเทาเซลลเม็็ด ื ี ี ํ ไ เลือดแดงปกติ ถึง 236 เซลล 1 2 3
- 19. การวิจยทางดานนาโนอิเล็กทรอนิกส ั • การพัฒนาตัวรับรููนาโน (Nanosensors) 0 • เทคโนโลยีจอภาพแบบใหม เชน Organic light emitting diodes, OLEDs 1 • การพัฒนาฮารดดิสกไดรฟ (HDD) และหนวยเก็บความจําความจุสูง • เทคโนโลยนาโนโฟโตนกส (N h i ) เพอการโทรคมนาคม และ โ โ ี โ โฟโ ิ ส (Nanophotonics) ื่ โ 2 เซลลสุรยะ ิ 3 • อุปกรณอิเล็กทรอนิกสเชิงโมเลกุล (molecular electronics) • นาโนคอมพิวเตอร เชน 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 0Organic light-emitting diodes, OLED 1 2 3
- 22. นาโนอิเล็กทรอนิกส : NanoSolar cell Dye-sensitized Nanocrystalline TiO2 film Dye (Buckminsterfullerene and 0 porphyrin) 1 2 3 Metal nanorod plastic solar cell
- 23. การวิจยทางดานวัสดุนาโน ั 0 1 2 3
- 24. การวิจยทางดานวัสดุนาโน ั 0 1 2 3
- 25. การวิจยทางดานวัสดุนาโน ั • การพัฒนาวิธีการสังเคราะหและการใชประโยชนจากวัสดุนาโนชนิดตางๆ เชน อนุภาคนาโน, นาโนคอมพอสท, ทอนาโนคารบอน, เสนใยนาโน, ตวเรง โ โ สิ โ ส ใ โ ั 0 ปฏิกิริยา, รูพรุนนาโน หมุดควอนตัม บัคมินสเตอรฟูลเลอรีน เดนไดรเมอร 1 ฯลฯ • เทคโนโลยีฟลมบางสําหรับอตสาหกรรมสี ยานยนต เฟอรนิเจอร บรรจภัณฑ เทคโนโลยฟลมบางสาหรบอุตสาหกรรมส ยานยนต เฟอรนเจอร บรรจุภณฑ 2 อาหารและการเกษตร พลังงานและสิ่งแวดลอม ฯลฯ 3 • พื้นผิวทําความสะอาดตัวเอง (self-cleaning surface) วัสดุกันน้้ํา (water- repellent) วัสดซอมแซมตวเอง (self-healing materials) วัสดกําจดเชอโรค วสดุซอมแซมตัวเอง (self healing materials), วสดุกาจัดเชื้อโรค (antimicrobial) • เซลลเชื้อเพลิง (fuel cell) และอุปกรณเก็บพลังงาน • วัสดนาโนสําหรับการแพทย วสดุนาโนสาหรบการแพทย
- 26. วัสดุนาโน : ทอนาโนของคารบอน ทอนาโนของคารบอน (carbon nanotubes CNTs) ทอนาโนของคารบอน nanotubes, 0 1 คุณสมบัติพิเศษ • มีทั้งแบบผนังเดี่ยวและผนังหลายชั้น (single wall/ multi-walls CNT) 2 • มีพื้นที่ผิวสูงมาก • มีความแข็งแรงเชิงกลสงมาก (มอดลัสสงมาก) มความแขงแรงเชงกลสูงมาก (มอดูลสสูงมาก) 3 • ความยืดหยุนสูง และสามารถโคงงอได • เขากับรางกายไดดี เขากบรางกายไดด • นําไฟฟาไดดีมากในกรณีที่มีสมบัติเปนโลหะ • นํําความรอนไดดีมาก และมีความเสถีียรทีี่อุณหภูมิสูง ไ ี • สามารถบรรจุอะตอม หรือโมเลกุลชนิดอื่นไวภายในทอได Armchair Zigzag g g • มีคุณสมบัติเปนวัสดุปลดปลอยแสง (field-emitter)
- 27. วัสดุนาโน : ทอนาโนของคารบอน แนวทางการวจยแล การใชปร โยชนของทอนาโนของคารบอน แนวทางการวิจัยและการใชประโยชนของทอนาโนของคารบอน 0 ดานพอลิเมอร และเซรามิก 1 พอลิเมอรนําไฟฟา ปองกันคลื่นแมเหล็กไฟฟา 2 เพิ่มความแข็งแรงของพอลิเมอร เพมความทนทานการแตกราวของเซรามก เพิ่มความทนทานการแตกราวของเซรามิก 3 ดานพลังงาน อิเล็กโตรดของคาปาซิเตอร อเลกโตรดของแบตเตอร อิเล็กโตรดของแบตเตอรี่ ตัวกักเก็บไฮโดรเจนสําหรับเซลลเชื้อเพลิง เพมประสทธภาพเซลลสุริยะ เพิ่มประสิทธิภาพเซลลสรยะ
- 28. วัสดุนาโน : อนุภาคนาโนของเงิน อนุภาคนาโนของเงน อนภาคนาโนของเงิน (Silver nanoparticles) ที่มีขนาดเล็กกวา 10 ทมขนาดเลกกวา 0 นาโนเมตรจะมีสีเหลืองทองอันเนื่องมาจากปรากฏการณทางควอนตัม 1 และมีีคุณสมบััติในการกําจัดแบคทีเี รีย ํ ั ี 2 3 A-Do Global Co Ltd, Korea
- 29. วัสดุนาโน : เฟอรโรฟลูอิด(Ferrofluid) ในป ค.ศ. 1960 นักวิจัยขององคการนาซา (NASA) พยายามที่จะ 0 ศึึกษาเพืื่อหาวิธีการในการควบคุมของเหลวในอวกาศ พวกเขาไดคนพบวา ไ อนุภาคของธาตุเหลกในระดบนาโนนนมความเปนแมเหลก โดยอนุภาคนา อนภาคของธาตเหล็กในระดับนาโนนั้นมีความเปนแมเหล็ก โดยอนภาคนา 1 โนเหลานี้สามารถปองกันการจับตัวรวมเขาดวยกันเองได 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 แมเหล็กได ซึ่งของเหลวที่คนพบนี้เรียกกันวา เฟอโรฟลูอิด (ferrofluids) สภาพแมเหล็กเฟอรโร สภาพแมเหล็กแอนติเฟอรโร สภาพแมเหล็กพารา
- 30. วัสดุนาโน : เฟอรโรฟลูอิด(Ferrofluid) ปจจุุบันเฟอโรฟลูอดถูกนํามาใชประโยชนโดยทั่วไป ไดแก การประดิษฐหู ูิ ู ฐ 0 ฟง การผลิตหนวยความจําสําหรับ ปจจุบันมีความตองการที่จะนําเฟอโรฟลูอดมาใชใน ิ การ พฒนาตวรบรูขนาดเล็ก หรอนามาใชเปนอุปกรณทางการแพทย เพื่อที่จะใชใน พัฒนาตัวรับร นาดเลก หรือนํามาใชเปนอปกรณทางการแพทย เพอทจะใชใน 1 ระบบการนําสงยาเขาสูรางกาย ใชในการดูดซับสารพิษภายในรางกาย เปนตน 2 3 ปรากฏการณซูเปอรพาราแมกเนติก (superparamagnetic phenomenon) ฏ ( p p g p ) อนุภาคที่มีสมบัติซูเปอรพาราแมกเนติก (superparamagnetic particles) จะมี สมบัติแมเหล็ก ที่ไมม่ันคงอันเนื่องมาการแปรปรวน ของอุณหภูมิ
- 31. วัสดุนาโน : พืนผิวทําความสะอาดตัวเอง ้ 0 1 2 3
- 32. แหลงขอมูลเพิมเติม ่ ขาวสารนาโนเทคโนโลยีี @ manageronline โ โ โ l http://www.manager.co.th/Science/viewbrowse.aspx?browsenewsID=5515 ศูนยนาโนเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล ู http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/ จดหมายขาววิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 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 foryour attention