Page 26 - วิทยาศาสตร์เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต
P. 26
9-16 วิทยาศาสตรเ์ ทคโนโลยแี ละสง่ิ แวดลอ้ มเพ่ือชีวิต
3.6.3 วัสดุฉลาด (Smart Material) หมายถึง วัสดุท่ีมีความสามารถในการรับรู้และตอบ
สนองตอ่ การเปลี่ยนแปลงของสิง่ แวดลอ้ มเชน่ เดียวกนั กับการตอบสนองต่อสิง่ เรา้ ในส่ิงมชี ีวติ เชน่ มรี ูปร่าง
เปลย่ี นแปลงตามอณุ หภมู ิ หรอื มแี รงเคลอื่ นไฟฟา้ เกดิ ขนึ้ เมอ่ื มคี วามเคน้ หรอื ความเครยี ด เปน็ ตน้ ทง้ั นว้ี สั ดุ
ฉลาด (หรือระบบฉลาด) ประกอบด้วยส่วนสำ� คัญ 2 สว่ นคือ
1) ตัวรับรู้ (Sensor) ทำ� หน้าทตี่ รวจจบั สญั ญาณทเี่ ขา้ มา เช่น
วัสดุไพอิโซอิเล็กทริก (Piezoelectric Materials) เป็นวัสดุที่ใช้ความเครียด
เชงิ กล (Mechanical Stress) ในการผลติ กระแสไฟฟ้า
ระบบเคร่ืองกลไฟฟ้าจุลภาคหรือเมมส์ (Microelectromechanical System:
MEMS) เปน็ เทคโนโลยที เี่ กดิ จากการผสมระหวา่ งเทคโนโลยไี ฟฟา้ และเครอื่ งกล สำ� หรบั ชน้ิ งานขนาดเลก็
ตง้ั แตร่ ะดับไมโครเมตร (10-6) ไปจนถึงระดับนาโนเมตร (10-9) (ภาพที่ 9.12 ก)
2) ตัวขับเร้า (Actuator) ทำ� หน้าท่ีในการตอบสนองและปรับตวั เช่น
วัสดจุ ำ� รูป คอื วสั ดุทสี่ ามารถเปลยี่ นรูปร่างและขนาดกลบั คนื สู่รปู ร่างและขนาด
ตั้งต้นได้ เมื่ออุณหภูมิท่ีให้แก่วัสดุน้ันเปล่ียนไป โดยทั่วไปวัสดุจ�ำรูปจะเกิดการเปล่ียนรูปที่อุณหภูมิ
ค่อนข้างตํ่า เม่ืออุณหภูมิสูงขึ้น โลหะดังกล่าวจะเปล่ียนรูปร่างตัวเองไปยังจุดเดิม ภาพท่ี 9.12 ข เป็น
ตวั อยา่ งลวดทที่ ำ� จากวสั ดจุ ำ� รปู ซง่ึ ถกู ดดั ใหเ้ ปน็ รปู ตวั อกั ษร STOU ถา้ ลดอณุ หภมู ขิ องลวดใหเ้ หลอื ประมาณ
20oC แล้วดัดเส้นลวดให้เป็นรูปอื่นหรือท�ำให้เสียรูปเดิมไป จากนั้นน�ำไปให้ความร้อนจนอุณหภูมิเพิ่มขึ้น
ประมาณ 90oC ลวดก็จะกลับคืนเป็นรปู ตัวอักษร STOU เหมอื นเดิม
ไพอิโซอเิ ล็กทรกิ เซรามิก (Piezoelectric Ceramics) หมายถึง วสั ดุเซรามิกท่ี
สามารถเปลย่ี นรปู พลงั งานไปมาระหวา่ งพลังงานกลกบั พลังงานไฟฟ้าได้ (ภาพท่ี 9.12 ค)
วัสดุแมกนีโตสทริกทิฟ (Magnetostrictive Material) คือ วัสดุจ�ำพวก
เฟอรโ์ รแมกนตี กิ (Ferromagnetic) เชน่ เหลก็ และนกิ เกลิ ทมี่ กี ารเปลย่ี นแปลงรปู รา่ งเมอื่ มสี นามแมเ่ หลก็
ผ่านวสั ดุน้นั ภาพท่ี 9.12 ง เปน็ ตัวอย่างของวัสดุแมกนโี ตสทรกิ ทิฟ มีชื่อว่าของไหลฉลาด
ตัวรับรู้และตัวขับเร้าทั้งสองส่วนน้ีจะรวมอยู่เป็นวัสดุช้ินเดียวกัน วัสดุฉลาดเป็นวัสดุ
แบบใหม่ท่ีก�ำลังได้รับความสนใจในการวิจัยและพัฒนา เพราะสามารถช่วยผลักดันให้เกิดการพัฒนา
เทคโนโลยีหลายชนดิ ในปัจจบุ ัน
