Tweet
โนเบลฟิสิกส์ให้คู่ศิษย์-อาจารย์ ผู้พัฒนา กราฟีน วัสดุบางสุดในโลก
โนเบลฟิสิกส์ 2010 ยกให้ 2 นักฟิสิกส์คู่ศิษย์อาจารย์ผู้พัฒนา กราฟีน แผ่นคาร์บอนบางแค่ 1 อะตอม แต่มีคุณสมบัติพิเศษกลายเป็นสุดยอดวัสดุทั้งแข็งแรงและบางเบา แถมนำไฟฟ้าได้ ประยุกต์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจแทนที่ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนในอนาคต และนำไปสู่คอมพิวเตอร์ทรงประสิทธิภาพ
ราชบัณฑิตสภาด้านวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (The Royal Swedish Academy of Sciences) ประกาศให้ผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ประจำปี 2010 คือ อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และ คอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (University of Manchester) สหราชอาณาจักร ในฐานะผู้พัฒนาแผ่นกราฟีน 2 มิติ เมื่อวันที่ 5 ต.ค. เวลา 16.45 น. ตามเวลาประเทศไทย
ภาพจำลองแผ่นกราฟีนที่พลิ้วเหมือนลูกฟูก เผยแพร่โดยมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สิ่งที่เห็นในภาพคือการค้นพบของไกม์และโนโวเซลอฟ นักฟิสิกส์ในสังกัด (UNIVERSITY OF MANCHESTER)
สำนักข่าวรอยเตอร์รายงานความเห็นของคณะกรรมการฯ ว่า ทั้ง 2 คนได้ทำให้เห็นว่าคาร์บอนจะอยู่ในรูปบางที่สุดได้แค่ไหน โดยพวกเขาสามารถทำให้แผ่นคาร์บอนบางได้เพียง 1 อะตอม ซึ่งสร้างคุณสมบัติพิเศษ ที่เป็นต้นกำเนิดของโลกแห่งฟิสิกส์ควอนตัม
ขณะที่สำนักข่าวเอเอฟพีรายงานคำแถลงของคณะกรรรมการฯ เพิ่มเติมว่า
กราฟีนนั้นเป็นรูปแบบของคาร์บอนที่สามารถนำไฟฟ้าได้ และกราฟีนยังเป็นการจัดเรียงอะตอมที่สมบูรณ์อีกด้วย
ข้อมูลจากเว็บไซต์รางวัลโนเบลระบุว่า กราฟีนคือการเรียงตัวรูปแบบหนึ่งของคาร์บอน และเป็นตัวอย่างหนึ่งของวัสดุที่มีความสมบูรณ์แบบ คือ มีความบางที่สุดเพียง 1 อะตอม และยังแข็งแรงที่สุดอีกด้วย อีกทั้งยังทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดีพอๆ กับทองแดง และยังนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุใดๆ ที่เรารู้จัก
นอกจากนี้ ยังมีความโปร่งใสแต่ทึบ จนแม้ฮีเลียมซึ่งเป็นอะตอมของก๊าซที่เล็กที่สุดก็ไม่สามารถผ่านได้ และครั้งนี้คาร์บอนซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก ได้สร้างความประหลาดใจให้แก่เราอีกครั้ง
ไกม์และโนโวเซลอฟได้แยกกราฟีนออกจากกราไฟต์ ซึ่งก็คือส่วนประกอบของไส้ดินสอ แล้วใช้เทปกาวใสจัดการกับผลึกคาร์บอนให้ได้ความหนาเพียง 1 อะตอม นับวัสดุที่บางที่สุดในโลก แต่หลายคนไม่เชื่อว่าวัสดุที่มีผลึกบางแค่นั้นจะเสถียรอยู่ได้ อย่างไรก็ดี ตอนนี้นักฟิสิกส์สามารถศึกษาวัสดุ 2 มิติประเภทใหม่ ที่มีคุณสมบัติเฉพาะด้วยแผ่นกราฟีนนี้ได้
ด้วยคุณสมบัติที่หลากหลาย จึงมีการประยุกต์ใช้กราฟีนเพื่อพัฒนาวัสดุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เห็นบ้างแล้ว โดยคาดว่าทรานซิสเตอร์จากกราฟีนจะเร็วกว่าทรานซิสเตอร์จากซิลิกอนที่ใช้อยู่ทุกวันนี้ และจะทำให้ได้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลประจำปี 2010 (ซ้ายไปขวา) โนโวเซลอฟ และ ไกม์ (เอเอฟพี)
อีกทั้งคุณสมบัติโปร่งแสงและเป็นตัวนำที่ดีทำให้กราฟีนเหมาะที่จะพัฒนาเป็นหน้าจอสัมผัสหรือทัชสกรีน แผงไฟส่องสว่าง หรือแม้กระทั่งเซลล์แสงอาทิตย์
นอกจากนี้ หากผสมพลาสติกกับกราฟีนจะได้ตัวนำไฟฟ้าที่ต้านความร้อนได้และแข็งแรงด้วย ซึ่งความยืดหยุ่นนี้เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาเป็นสุดยอดวัสดุที่ทั้งบาง ยืดหยุ่นและเบา โดยในอนาคตสามารถใช้วัสดุใหม่นี้ได้ในการผลิตดาวเทียม เครื่องบินและรถยนต์
ทั้งนี้ ไกม์และโนโวเซลอฟทั้งคู่เป็นชาวรัสเซียโดยกำเนิด ซึ่งไกม์เกิดที่เมืองโซชี อดีตสหภาพโซเวียตในปี 1958 ศึกษาจนได้ปริญญาเอกในปี 1987 จากสถาบันโซลิด สเตท ฟิสิกส์ (Institute of Solid State Physics at the Russian Academy of Sciences.) ก่อนหน้านั้นในปี 1982 ไกม์ได้เกียรตินิยมอันดับหนึ่งปริญญาโทวิทยาศาสตร์ จากสถาบันมอสโกว ฟิสิคัล-เทคนิค (Moscow Physical-Technical Institute) จากนั้นไปเป็นอาจารย์ฟิสิกส์ประจำมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์
ขณะที่โนโวเซลอฟ เกิดที่นิซไนย์ทากิล ประเทศรัสเซีย ในปี 1974 และได้เข้าศึกษาระดับปริญญาโท ที่สถาบันเดียวกันกับไกม์ (แต่ตามหลัง) ในปี 1997 จากนั้นโนโวเซลอฟได้ศึกษาระดับปริญญาเอก และได้ร่วมงานกับไกม์ที่เนเธอร์แลนด์ ในฐานะลูกศิษย์ในที่ปรึกษา จากนั้นก็ติดตามไกม์มาที่อังกฤษ
ทั้งคู่ได้ทำงานวิจัยร่วมกัน จนกระทั่งปี 2008 พวกเขาก็ได้รับรางวัลยูโรฟิสิกส์ (Europhysics prize) ในฐานะที่ค้นพบและแยกชั้นอะตอมเดี่ยวๆ ของคาร์บอน (สามารถแยกกราฟีนออกจากการ์ไฟต์) ออกมาได้ ซึ่งทำให้เกิดข้ออธิบายว่าคาร์บอนจะสามารถนำไฟฟ้าได้อย่างไร
ปัจจุบันไกม์อายุ 51 ปีและมีสถานภาพเป็นพลเมืองดัตซ์ยังคงทำงานร่วมกับโนโวเซลอฟวัย 36 ปี ที่ได้เป็นพลเมืองอังกฤษ-รัสเซีย ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ โดยทั้งคู่จะได้รับรางวัลร่วมกัน 10 ล้านโครน หรือ 1.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ
เราใช้เทปกาวเราใช้เพื่อจัดเรียงโครงสร้างอะตอมคาร์บอน โดยใช้แรงดึงแยกชั้นกราไฟต์ให้ได้ออกมาเป็นกราฟีนซ้ำไป-ซ้ำมา 3-10 รอบ (Scientific American)
"กราฟีน" วัสดุที่มีจุดเริ่มต้นจากเทปกาวจะเป็นความหวังของวงการอิเล็กทรอนิกส์ ที่ไม่จำกัดอยูภายใต้กฎของมัวร์อีกต่อไป (Scientific American)
กฎของมัวร์ บอกว่าทรานซิสเตอร์ที่ใส่ลงไปในชิปจะเพิ่มเป็น 2 ทุกๆ 18 เดือน และที่สุดทรานซิสเตอร์ซึ่งอัดแน่นจะทำให้ชิปร้อนขึ้นและลดประสิทธิภาพลง แต่ด้วย กราฟีน วัสดุที่คิดค้นโดย 2 นักฟิสิกส์ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลจะทำให้เราไม่ต้องเผชิญปัญหาดังกล่าวอีกต่อไป
เป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษที่คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์ต้องขึ้นอยู่กับ กฎของมัวร์ (Gordon Moore) ที่ตั้งชื่อตาม กอร์ดอน มัวร์ (Gordon Moore) ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทผลิตชิปอินเทล (Intel) ซึ่งกฎดังกล่าวระบุว่า จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถใส่ลงไปในชิปนั้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าทุกๆ 18 เดือน นั่นอธิบายได้ถึงความเร็วและความจุของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคปัจจุบันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
กฎดังกล่าว ซึ่งทำนายโดยมัวร์นั้นคงอยู่จนถึงกลางทศวรรษ 1970 และยังคงเป็นอย่างนั้นอยู่ แต่สำนักข่าวเอเอฟพีรายงานว่า จะเป็นเช่นนั้นอีกต่อไปไม่ได้แล้ว เพราะประมาณการณ์ว่า ในช่วงต้นปี 2015 วิศวกรที่ยังใช้งานซิลิกอนหรือวัสดุอื่นๆ ที่ใช้ก่อนหน้านี้จะเผชิญกับข้อจำกัดของการย่อส่วน เมื่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากต้องอัดแน่นอยู่ในพื้นที่เล็กๆ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นและส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง
เพชรอาจเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของผู้หญิง แต่สำหรับกราฟีนนั้นให้วิธีใหม่ในการใส่อิเล็กตรอนเข้าไปในคาร์บอนได้อย่างคาดไม่ถึง มาร์แชล สโตนแฮม (Marshall Stoneham) ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์ในลอนดอน (Institute of Physics in London) ให้ความเห็น
ตามทฤษฎีแล้วทรานซิสเตอร์จากกราฟีนนั้น มีความเร็วมากกว่าทรานซิสเตอร์จากซิลิกอนสูงมาก อีกทั้งยังรับกับอุณหภูมิที่สูงกว่าได้ดีกว่าด้วย นอกจากนี้กราฟีนซึ่งโปร่งแสงจนเกือบจะใสแจ๋วนั้น ยังเหมาะที่จะนำไปทำหน้าจอสัมผัส แผงไฟส่องสว่างและอาจรวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ และหากรวมเข้ากับพลาสติกแล้วโครงสร้างผลึกคาร์บอนของกราฟีนจะทำให้ได้วัสดุที่แข็งแรงและทนความร้อน ซึ่งสามารถนำวัสดุประเภทนี้ไปใช้กับดาวเทียม เครื่องบินหรือรถยนต์ทรงสมรรถนะได้ในอนาคต
กราฟีนเป็นที่รู้จักในฐานะวัสดุมหัศจรรย์ ไม่เพียงแค่เป็นวัสดุที่บางที่สุดในจักรวาล แต่ยังแข็งแรงที่สุดเท่าที่เคยวัดได้ มันรองรับกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าทองแดงหลายล้านเท่า ไกม์ นักฟิสิกส์ที่เพิ่งได้รับรางวัลโนเบลหมาดๆ กล่าว และอธิบายถึงการทดลองปรากฏการณ์ระดับควอนตัมของวัสดุชนิดนี้ซึ่งยังได้ผลออกไม่ครบ โดยปีที่แล้วเขายังได้รับรางวัลอันทรงเกียรติจากราชบัณฑิตแห่งอังกฤษอีกด้วย
ทั้งนี้ ทฤษฎีเกี่ยวกับกราฟีนเริ่มขึ้นเมื่อปี 1947 แต่เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักฟิสิกส์ทั้งหลายคิดว่า วัสดุชนิดนี้ไม่สามารถอยู่ได้เดี่ยวๆ เนื่องจากแผ่นผลึกบางนี้รวมตัวกันอย่างไม่เสถียร หากแต่เมื่อปี 2004ไกม์และโนโวเซลอฟได้แสดงให้เห็นความฉลาดและเทคโนโลยีราคาถูกที่ทำได้จริง โดยมีความพยายามในการใช้เทปกาวธรรมดาๆ ดึงผลึกจากชิ้นกราไฟต์ ซึ่งเป็นรูปแบบของคาร์บอนที่พบได้ในไส้ดินสอ
ตอนนี้กราฟีนยังเป็นได้เพียงวัสดุในห้องทดลอง ซึ่งผลิตได้เป็นเพียงผลึกที่เล็กยิ่งกว่าเศษเสี้ยวของมิลลิเมตร จึงเล็กเกินกว่าที่จะนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่เมื่อเดือน ม.ค.ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ยุโรปได้สาธิตให้เห็นว่าจะผลผลึกกราฟีน 1 ชั้นบนวัสดุชนิดอื่นที่อยู่บนซิลิกอนคาร์ไบด์ (silicon carbide) อีกชั้นหหนึ่งได้
http://www.rmutphysics.com/ อ้างอิงจาก
โนเบลฟิสิกส์ 2010 ยกให้ 2 นักฟิสิกส์คู่ศิษย์อาจารย์ผู้พัฒนา กราฟีน แผ่นคาร์บอนบางแค่ 1 อะตอม แต่มีคุณสมบัติพิเศษกลายเป็นสุดยอดวัสดุทั้งแข็งแรงและบางเบา แถมนำไฟฟ้าได้ ประยุกต์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจแทนที่ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนในอนาคต และนำไปสู่คอมพิวเตอร์ทรงประสิทธิภาพ
ราชบัณฑิตสภาด้านวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (The Royal Swedish Academy of Sciences) ประกาศให้ผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ประจำปี 2010 คือ อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และ คอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (University of Manchester) สหราชอาณาจักร ในฐานะผู้พัฒนาแผ่นกราฟีน 2 มิติ เมื่อวันที่ 5 ต.ค. เวลา 16.45 น. ตามเวลาประเทศไทย
ภาพจำลองแผ่นกราฟีนที่พลิ้วเหมือนลูกฟูก เผยแพร่โดยมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สิ่งที่เห็นในภาพคือการค้นพบของไกม์และโนโวเซลอฟ นักฟิสิกส์ในสังกัด (UNIVERSITY OF MANCHESTER)
สำนักข่าวรอยเตอร์รายงานความเห็นของคณะกรรมการฯ ว่า ทั้ง 2 คนได้ทำให้เห็นว่าคาร์บอนจะอยู่ในรูปบางที่สุดได้แค่ไหน โดยพวกเขาสามารถทำให้แผ่นคาร์บอนบางได้เพียง 1 อะตอม ซึ่งสร้างคุณสมบัติพิเศษ ที่เป็นต้นกำเนิดของโลกแห่งฟิสิกส์ควอนตัม
ขณะที่สำนักข่าวเอเอฟพีรายงานคำแถลงของคณะกรรรมการฯ เพิ่มเติมว่า
กราฟีนนั้นเป็นรูปแบบของคาร์บอนที่สามารถนำไฟฟ้าได้ และกราฟีนยังเป็นการจัดเรียงอะตอมที่สมบูรณ์อีกด้วย
ข้อมูลจากเว็บไซต์รางวัลโนเบลระบุว่า กราฟีนคือการเรียงตัวรูปแบบหนึ่งของคาร์บอน และเป็นตัวอย่างหนึ่งของวัสดุที่มีความสมบูรณ์แบบ คือ มีความบางที่สุดเพียง 1 อะตอม และยังแข็งแรงที่สุดอีกด้วย อีกทั้งยังทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดีพอๆ กับทองแดง และยังนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุใดๆ ที่เรารู้จัก
นอกจากนี้ ยังมีความโปร่งใสแต่ทึบ จนแม้ฮีเลียมซึ่งเป็นอะตอมของก๊าซที่เล็กที่สุดก็ไม่สามารถผ่านได้ และครั้งนี้คาร์บอนซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก ได้สร้างความประหลาดใจให้แก่เราอีกครั้ง
ไกม์และโนโวเซลอฟได้แยกกราฟีนออกจากกราไฟต์ ซึ่งก็คือส่วนประกอบของไส้ดินสอ แล้วใช้เทปกาวใสจัดการกับผลึกคาร์บอนให้ได้ความหนาเพียง 1 อะตอม นับวัสดุที่บางที่สุดในโลก แต่หลายคนไม่เชื่อว่าวัสดุที่มีผลึกบางแค่นั้นจะเสถียรอยู่ได้ อย่างไรก็ดี ตอนนี้นักฟิสิกส์สามารถศึกษาวัสดุ 2 มิติประเภทใหม่ ที่มีคุณสมบัติเฉพาะด้วยแผ่นกราฟีนนี้ได้
ด้วยคุณสมบัติที่หลากหลาย จึงมีการประยุกต์ใช้กราฟีนเพื่อพัฒนาวัสดุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เห็นบ้างแล้ว โดยคาดว่าทรานซิสเตอร์จากกราฟีนจะเร็วกว่าทรานซิสเตอร์จากซิลิกอนที่ใช้อยู่ทุกวันนี้ และจะทำให้ได้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลประจำปี 2010 (ซ้ายไปขวา) โนโวเซลอฟ และ ไกม์ (เอเอฟพี)
อีกทั้งคุณสมบัติโปร่งแสงและเป็นตัวนำที่ดีทำให้กราฟีนเหมาะที่จะพัฒนาเป็นหน้าจอสัมผัสหรือทัชสกรีน แผงไฟส่องสว่าง หรือแม้กระทั่งเซลล์แสงอาทิตย์
นอกจากนี้ หากผสมพลาสติกกับกราฟีนจะได้ตัวนำไฟฟ้าที่ต้านความร้อนได้และแข็งแรงด้วย ซึ่งความยืดหยุ่นนี้เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาเป็นสุดยอดวัสดุที่ทั้งบาง ยืดหยุ่นและเบา โดยในอนาคตสามารถใช้วัสดุใหม่นี้ได้ในการผลิตดาวเทียม เครื่องบินและรถยนต์
ทั้งนี้ ไกม์และโนโวเซลอฟทั้งคู่เป็นชาวรัสเซียโดยกำเนิด ซึ่งไกม์เกิดที่เมืองโซชี อดีตสหภาพโซเวียตในปี 1958 ศึกษาจนได้ปริญญาเอกในปี 1987 จากสถาบันโซลิด สเตท ฟิสิกส์ (Institute of Solid State Physics at the Russian Academy of Sciences.) ก่อนหน้านั้นในปี 1982 ไกม์ได้เกียรตินิยมอันดับหนึ่งปริญญาโทวิทยาศาสตร์ จากสถาบันมอสโกว ฟิสิคัล-เทคนิค (Moscow Physical-Technical Institute) จากนั้นไปเป็นอาจารย์ฟิสิกส์ประจำมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์
ขณะที่โนโวเซลอฟ เกิดที่นิซไนย์ทากิล ประเทศรัสเซีย ในปี 1974 และได้เข้าศึกษาระดับปริญญาโท ที่สถาบันเดียวกันกับไกม์ (แต่ตามหลัง) ในปี 1997 จากนั้นโนโวเซลอฟได้ศึกษาระดับปริญญาเอก และได้ร่วมงานกับไกม์ที่เนเธอร์แลนด์ ในฐานะลูกศิษย์ในที่ปรึกษา จากนั้นก็ติดตามไกม์มาที่อังกฤษ
ทั้งคู่ได้ทำงานวิจัยร่วมกัน จนกระทั่งปี 2008 พวกเขาก็ได้รับรางวัลยูโรฟิสิกส์ (Europhysics prize) ในฐานะที่ค้นพบและแยกชั้นอะตอมเดี่ยวๆ ของคาร์บอน (สามารถแยกกราฟีนออกจากการ์ไฟต์) ออกมาได้ ซึ่งทำให้เกิดข้ออธิบายว่าคาร์บอนจะสามารถนำไฟฟ้าได้อย่างไร
ปัจจุบันไกม์อายุ 51 ปีและมีสถานภาพเป็นพลเมืองดัตซ์ยังคงทำงานร่วมกับโนโวเซลอฟวัย 36 ปี ที่ได้เป็นพลเมืองอังกฤษ-รัสเซีย ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ โดยทั้งคู่จะได้รับรางวัลร่วมกัน 10 ล้านโครน หรือ 1.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ
เราใช้เทปกาวเราใช้เพื่อจัดเรียงโครงสร้างอะตอมคาร์บอน โดยใช้แรงดึงแยกชั้นกราไฟต์ให้ได้ออกมาเป็นกราฟีนซ้ำไป-ซ้ำมา 3-10 รอบ (Scientific American)
"กราฟีน" วัสดุที่มีจุดเริ่มต้นจากเทปกาวจะเป็นความหวังของวงการอิเล็กทรอนิกส์ ที่ไม่จำกัดอยูภายใต้กฎของมัวร์อีกต่อไป (Scientific American)
กฎของมัวร์ บอกว่าทรานซิสเตอร์ที่ใส่ลงไปในชิปจะเพิ่มเป็น 2 ทุกๆ 18 เดือน และที่สุดทรานซิสเตอร์ซึ่งอัดแน่นจะทำให้ชิปร้อนขึ้นและลดประสิทธิภาพลง แต่ด้วย กราฟีน วัสดุที่คิดค้นโดย 2 นักฟิสิกส์ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลจะทำให้เราไม่ต้องเผชิญปัญหาดังกล่าวอีกต่อไป
เป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษที่คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์ต้องขึ้นอยู่กับ กฎของมัวร์ (Gordon Moore) ที่ตั้งชื่อตาม กอร์ดอน มัวร์ (Gordon Moore) ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทผลิตชิปอินเทล (Intel) ซึ่งกฎดังกล่าวระบุว่า จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถใส่ลงไปในชิปนั้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าทุกๆ 18 เดือน นั่นอธิบายได้ถึงความเร็วและความจุของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคปัจจุบันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
กฎดังกล่าว ซึ่งทำนายโดยมัวร์นั้นคงอยู่จนถึงกลางทศวรรษ 1970 และยังคงเป็นอย่างนั้นอยู่ แต่สำนักข่าวเอเอฟพีรายงานว่า จะเป็นเช่นนั้นอีกต่อไปไม่ได้แล้ว เพราะประมาณการณ์ว่า ในช่วงต้นปี 2015 วิศวกรที่ยังใช้งานซิลิกอนหรือวัสดุอื่นๆ ที่ใช้ก่อนหน้านี้จะเผชิญกับข้อจำกัดของการย่อส่วน เมื่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากต้องอัดแน่นอยู่ในพื้นที่เล็กๆ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นและส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง
เพชรอาจเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของผู้หญิง แต่สำหรับกราฟีนนั้นให้วิธีใหม่ในการใส่อิเล็กตรอนเข้าไปในคาร์บอนได้อย่างคาดไม่ถึง มาร์แชล สโตนแฮม (Marshall Stoneham) ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์ในลอนดอน (Institute of Physics in London) ให้ความเห็น
ตามทฤษฎีแล้วทรานซิสเตอร์จากกราฟีนนั้น มีความเร็วมากกว่าทรานซิสเตอร์จากซิลิกอนสูงมาก อีกทั้งยังรับกับอุณหภูมิที่สูงกว่าได้ดีกว่าด้วย นอกจากนี้กราฟีนซึ่งโปร่งแสงจนเกือบจะใสแจ๋วนั้น ยังเหมาะที่จะนำไปทำหน้าจอสัมผัส แผงไฟส่องสว่างและอาจรวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ และหากรวมเข้ากับพลาสติกแล้วโครงสร้างผลึกคาร์บอนของกราฟีนจะทำให้ได้วัสดุที่แข็งแรงและทนความร้อน ซึ่งสามารถนำวัสดุประเภทนี้ไปใช้กับดาวเทียม เครื่องบินหรือรถยนต์ทรงสมรรถนะได้ในอนาคต
กราฟีนเป็นที่รู้จักในฐานะวัสดุมหัศจรรย์ ไม่เพียงแค่เป็นวัสดุที่บางที่สุดในจักรวาล แต่ยังแข็งแรงที่สุดเท่าที่เคยวัดได้ มันรองรับกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าทองแดงหลายล้านเท่า ไกม์ นักฟิสิกส์ที่เพิ่งได้รับรางวัลโนเบลหมาดๆ กล่าว และอธิบายถึงการทดลองปรากฏการณ์ระดับควอนตัมของวัสดุชนิดนี้ซึ่งยังได้ผลออกไม่ครบ โดยปีที่แล้วเขายังได้รับรางวัลอันทรงเกียรติจากราชบัณฑิตแห่งอังกฤษอีกด้วย
ทั้งนี้ ทฤษฎีเกี่ยวกับกราฟีนเริ่มขึ้นเมื่อปี 1947 แต่เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักฟิสิกส์ทั้งหลายคิดว่า วัสดุชนิดนี้ไม่สามารถอยู่ได้เดี่ยวๆ เนื่องจากแผ่นผลึกบางนี้รวมตัวกันอย่างไม่เสถียร หากแต่เมื่อปี 2004ไกม์และโนโวเซลอฟได้แสดงให้เห็นความฉลาดและเทคโนโลยีราคาถูกที่ทำได้จริง โดยมีความพยายามในการใช้เทปกาวธรรมดาๆ ดึงผลึกจากชิ้นกราไฟต์ ซึ่งเป็นรูปแบบของคาร์บอนที่พบได้ในไส้ดินสอ
ตอนนี้กราฟีนยังเป็นได้เพียงวัสดุในห้องทดลอง ซึ่งผลิตได้เป็นเพียงผลึกที่เล็กยิ่งกว่าเศษเสี้ยวของมิลลิเมตร จึงเล็กเกินกว่าที่จะนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่เมื่อเดือน ม.ค.ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ยุโรปได้สาธิตให้เห็นว่าจะผลผลึกกราฟีน 1 ชั้นบนวัสดุชนิดอื่นที่อยู่บนซิลิกอนคาร์ไบด์ (silicon carbide) อีกชั้นหหนึ่งได้
http://www.rmutphysics.com/ อ้างอิงจาก
Comment