Page 49 - วิทยาศาสตร์เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต
P. 49
เทคโนโลยกี า้ วหนา้ 9-39
เทคโนโลยโี ฟโตลโิ ธกราฟยี งั มขี อ้ จำ� กดั อนั เนอ่ื งมาจากแสงอลั ตราไวโอเลต การปรบั ปรงุ เทคโนโลยี
โฟโตลโิ ธกราฟยี งั คงตอ้ งมกี ารทำ� วจิ ยั อยา่ งตอ่ เนอื่ ง เพอ่ื ใหส้ ามารถสรา้ งโครงสรา้ งทมี่ ขี นาดเลก็ ลง ทำ� งาน
ไดเ้ รว็ ขน้ึ และราคาถกู การนำ� อเิ ลก็ ตรอนและรงั สเี อกซม์ าใชใ้ นกระบวนการโฟโตลโิ ธกราฟกี เ็ ปน็ อกี หนทาง
เลอื กหน่งึ ทีก่ �ำลังศึกษาและวจิ ัยกันอยู่
2. เทคโนโลยีแบบล่างข้ึนบน
เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน หมายถึง การน�ำอนุภาคขนาดเล็กระดับอะตอมมาสร้างอุปกรณ์ที่
ต้องการ เปน็ การท�ำโครงสร้างหรอื ผลิตสิ่งของโดยการน�ำอะตอม/โมเลกลุ มาจดั เรียงหรอื ประกอบกนั ทลี ะ
อะตอม/โมเลกุลจนไดอ้ ปุ กรณร์ ะดบั นาโน (ภาพท่ี 9.25) ดังน้ันเทคโนโลยแี บบล่างขึ้นบนกค็ ือเทคโนโลยี
ระดับโมเลกลุ หรือนาโนเทคโนโลยนี น่ั เอง
อะตอม วสั ดนุ าโน
วางอะตอมใหอ้ ยูใ่ น รวมใหเ้ ป็น
ต�ำแหนง่ ทตี่ อ้ งการ ก้อนวสั ดุ
ภาพที่ 9.25 เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน
3. เคร่ืองมือตรวจวัดโครงสร้างนาโน
เนอื่ งจากโครงสรา้ งนาโนเปน็ โครงสรา้ งทม่ี ขี นาดเลก็ มากไมส่ ามารถมองเหน็ ไดด้ ว้ ยตาเปลา่ ดงั นนั้
เครอ่ื งมอื ทจี่ ะใชจ้ ดั การกบั อนภุ าคหรอื โครงสรา้ งระดบั นาโนจงึ มคี วามสำ� คญั มาก เครอื่ งสแกน (Scanning
probe instruments) เป็นเครื่องมือท่ีมีบทบาทส�ำคัญในการบุกเบิกด้านนาโนเทคโนโลยี เครื่องสแกนใช้
หลกั การพื้นฐานงา่ ยๆ คือ เมอื่ เราใชม้ อื ลบู ไปตามพน้ื ผิวใดๆ กต็ าม เราจะสามารถบอกความแตกต่างจาก
การสมั ผสั ไดว้ า่ สง่ิ นนั้ มคี วามหยาบ แขง็ กระดา้ ง ออ่ นนมุ่ หรอื ขนละเอยี ด วตั ถตุ า่ งชนดิ กนั จะใหค้ วามรสู้ กึ
(พลังงาน) ต่างกัน ขณะท่ีมือลูบไปตามผิวมือท�ำหน้าที่เหมือนตัวตรวจวัดพลังงาน เครื่องสแกนอนุภาค
หรอื โครงสรา้ งนาโนมปี ลายแหลมทำ� หนา้ ทห่ี ยงั่ วดั พลงั งานเหมอื นกบั มอื แตม่ ขี นาดเลก็ ประมาณหนง่ึ อะตอม
เทา่ นนั้ เมอื่ ลากผา่ นโครงสรา้ งนาโน เครอื่ งสแกนจะสามารถวดั สมบตั ติ า่ งๆ ได้ ซงึ่ ขนึ้ อยกู่ บั ชนดิ ของเครอ่ื ง
ตรวจวดั
3.1 กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscopy หรือ AFM) เปน็ กลอ้ งจลุ ทรรศน์
แบบหวั สแกน (Scanning Probe Microscopy หรอื SPM) ประเภทหนึ่งที่สามารถใชใ้ นการถา่ ยภาพ
วัตถุที่มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร หรือถ่ายภาพอะตอมของสสารได้ AFM จะมีลักษณะการท�ำงานท่ี
พิเศษเฉพาะตัวคือจะใช้หัวอ่านขนาดเล็กวัดแรงผลักและแรงดูดที่เกิดข้ึนระหว่างหัวเข็มกับพ้ืนผิวของ
