สำหรับเด็กระดับเล็ก - สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
 
สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน  เมนู 32
เล่มที่ ๓๒
เรื่องที่ ๑ ตาลปัตร พัดยศ และสมณศักดิ์
เรื่องที่ ๒ หุ่นกระบอกไทย
เรื่องที่ ๓ หนังสือโบราณของไทย
เรื่องที่ ๔ สิทธิมนุษยชน
เรื่องที่ ๕ เส้นแบ่งเขตแดนระหว่างประเทศ
เรื่องที่ ๖ ชีวสนเทศศาสตร์
เรื่องที่ ๗ การยศาสตร์
เรื่องที่ ๘ นาโนเทคโนโลยี
เรื่องที่ ๙ โรคออทิซึม
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๓๒ / เรื่องที่ ๘ นาโนเทคโนโลยี / สำหรับเด็กระดับเล็ก

 สำหรับเด็กระดับเล็ก ฟังเสียงอ่าน => บันทึกเสียง
เราคงเคยได้ยินคำ เมตร เซนติเมตร และมิลลิเมตร ซึ่งใช้กันนานแล้ว ต่อมาได้มีการศึกษาสิ่งต่างๆ ที่มีขนาดเล็กมากๆ เช่น ส่วนต่างๆ ของเครื่องใช้ไฟฟ้า เชื้อโรค โมเลกุล ตลอดจนส่วนต่างๆ ภายในโมเลกุลของสิ่งที่มีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต เช่น ใบบัว ใบบอน ผีเสื้อ คาร์บอน เงิน ทอง จึงตั้งหน่วยสำหรับใช้เพิ่มขึ้น เช่น ไมโครเมตร นาโนเมตร

ไมโครเมตร คือ ๑ ในพันส่วนของ ๑ มิลลิเมตร
นาโนเมตร คือ ๑ ในพันส่วนของ ๑ ไมโครเมตร หรือ ๑ ในพันล้านส่วนของ ๑ เมตร

ดังนั้นนาโนเมตรจึงมีขนาดเล็กมาก หากเปรียบเทียบความหนาของเหรียญสลึงเป็นหน่วยนาโนเมตรแล้ว หนึ่งเหรียญสลึง ซึ่งหนา ประมาณ ๑ มิลลิเมตร จะเท่ากับ ๑ ล้าน นาโนเมตร

เส้นผม ๑ เส้น หนาประมาณ ๑ แสน นาโนเมตร
แบคทีเรีย ๑ ตัว ซึ่งเรามองด้วยตาเปล่าไม่เห็น มีขนาดประมาณ ๑ พัน นาโนเมตร

การศึกษาเกี่ยวกับวัสดุที่มีอนุภาคนาโน คือ ขนาดประมาณ ๑ - ๑๐๐ นาโนเมตรนั้น เรียกว่า นาโนศาสตร์ ซึ่งเป็นวิชา ที่เน้นการจัดการกับอะตอม และโมเลกุลของสิ่งต่างๆ เช่น การจัดเรียงตัว การเคลื่อนย้ายตำแหน่งของอะตอม และโมเลกุลเหล่านั้น

หากเรานำเหรียญห้าบาท ๑๒ เหรียญ มาเรียงในแบบต่างๆ ๓ แบบ ดังภาพข้างล่างนี้ อาจมองเห็นภาพการเรียงตัวของอะตอมว่า มีได้หลายแบบ
การเรียงแบบที่ ๑ ใช้เนื้อที่มาก และถ้าเรายึดเหรียญที่วางเรียงกัน ให้ติดกันด้วยเทป จะสามารถพับงอให้มีรูปร่างต่างๆ ได้ นอกจากใช้เนื้อที่มากแล้ว ยังมีพื้นที่ผิวมากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับแบบอื่น

พื้นที่ผิวนี้เป็นจุดประสงค์สำคัญ ในการสังเคราะห์วัสดุนาโนให้มีขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ถ้านำน้ำตาลก้อนกับน้ำตาลผง ในปริมาณที่เท่ากันมาละลายในน้ำ จะพบว่า น้ำตาลผงมีประสิทธิภาพในการละลายมากกว่าน้ำตาลก้อน เนื่องจาก มีขนาดเล็กกว่า และมีพื้นที่ผิวมากกว่า

แบบที่ ๒ ใช้เนื้อที่น้อยลง และสามารถจัดวางเหรียญ ให้มีรูปร่างต่างๆ ได้

แบบที่ ๓ ใช้เนื้อที่วางน้อยที่สุด และถ้ายึดติดเหรียญทั้งหมดด้วยเทป จะเปลี่ยนรูปร่างได้ยาก เพราะเหรียญวางซ้อนกัน

สิ่งที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนของการวางเหรียญทั้งสามแบบ คือ พื้นที่ผิวรอบนอก และความยาวของรอบขอบ เรานำผลการศึกษาจากนาโนศาสตร์มาใช้ผลิตวัสดุ เครื่องมือ เครื่องใช้ อุปกรณ์ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน การเกษตร ในอุตสาหกรรมต่างๆ และการแพทย์ เพื่อให้ได้คุณสมบัติพิเศษตามที่ต้องการ เช่น มีขนาดเล็กลง แต่คุณภาพดีกว่าเดิม ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรคโดยเรียกวิธีการนี้ว่า นาโนเทคโนโลยี

ตัวอย่าง
สิ่งที่ได้จากนาโนเทคโนโลยีมีอยู่มาก เช่น
  • กล้องถ่ายภาพนาโน ที่มีขนาดเล็ก เบา และให้ภาพที่คมชัดยิ่งขึ้น
  • สเปรย์นาโน ที่เมื่อฉีดบนเสื้อผ้าบริเวณที่เปื้อนง่าย เช่น คอปกเสื้อ ทำให้สิ่งสกปรกไม่เกาะติดส่วนนั้นของเสื้อผ้า
  • ท่อนาโนคาร์บอน ที่เป็นรูปแบบหนึ่งของการจับตัวของอะตอมของคาร์บอน ซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้าประมาณ ๑๐๐ เท่า แต่มีน้ำหนักเบากว่ามากซึ่งในอนาคตสามารถนำไปใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องบิน เพราะเบาและแข็งกว่า โลหะอะลูมิเนียมที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน
นอกจากนี้กำลังมีการศึกษาวิจัยอีกมากมายเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยี เช่น การสร้างคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูง แต่มีขนาดเล็กมาก และการผลิตหุ่นยนต์ขนาดเล็กจิ๋วเพื่อนำยาเข้าไปในร่างกายเพื่อรักษาโรคร้ายต่างๆ เช่น โรคมะเร็ง
หัวข้อถัดไป