|
|
|
นาโนเทคโนโลยี หน่วยที่ 1: ประวัติวิทยาศาสตร์ระดับนาโน คริสตศตวรรษที่ 19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Thomas Wedgewood |
|
Humphry Davy |
|
Nicéphore Niepce |
|
|
|
|
|
|
 |
ตัวอย่างภาพถ่ายที่ใช้เทคนิคสมัยอดีต |
|
|
|
|
|
ภาพถ่าย (photography) เป็นตัวอย่างหนึ่งของนาโนเทคโนโลยีในช่วงเริ่มต้น ซึ่งคุณสมบัติของมันขึ้นอยู่กับความไวแสงของอนุภาคนาโนของธาตุเงิน โดยฟิล์มถ่ายรูปนั้นจะมีลักษณะเป็นชั้นบางๆ ของเจลาติน (gelatin) ที่ประกอบไปด้วยเกลือของธาตุเงิน (silver halides) อยู่บนฐานที่เป็นแผ่นเซลโลเฟนโปร่งแสง (transparent cellulose acetate) แสงจะทำปฏิกิริยากับเกลือของธาตุเงิน และก่อให้เกิดเป็นอนุภาคระดับนาโนของธาตุเงิน ซึ่งอนุภาคนาโนเหล่านั้นก็จะกลายมาเป็นจุดหรือพิกเซล (pixel) รายละเอียดของภาพถ่ายที่จะเกิดขึ้นบนแผ่นฟิล์ม ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้แก่ โทมัส เวดจ์วูด (Thomas Wedgewood) และเซอร์ฮัมฟรี เดวี (Humphry Davy) สามารถที่จะสร้างภาพถ่ายโดยใช้เกลือไนเตรทและเกลือคลอไรด์ของเงิน (silver nitrate and chloride) ได้ แต่ภายหลังก็พบว่าภาพถ่ายที่ได้นั้นไม่มีความคงทน |
|
|
|
ภาพถ่ายที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกนั้นเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1827 โดย โจเซฟ เนฟเซย์ (Joseph Nicephore Niepce) โดยเขาใช้วัสดุที่ไม่จำเป็นที่จะต้องนำไปผึ่งรับแสงเพื่อที่จะทำให้เกิดรายละเอียดของภาพถ่าย แต่วัสดุที่เขาใช้นี้ก็ยังต้องใช้ระยะในการตากอากาศไว้นานถึง 8 ชั่วโมงจึงจะทำให้เกิดภาพได้ และอีก 4 ปีต่อจากนั้นโจเซฟ เนฟเซย์ได้เสียชีวิตลง แต่เพื่อนสนิทของเขาคือ จาคค์ ดาแกร์ (Jacques Daguerre) ได้ทำการทดลองต่อเนื่องมาจากผลการทดลองเดิมของโจเซฟ เนฟเซย์ และในปี ค.ศ. 1839 ดาแกร์ก็ได้ค้นพบวิธีการในการพัฒนาแผ่นเฟรมภาพถ่าย (photographic plates) ขึ้นมาได้ ซึ่งทำให้สามารถลดระยะเวลาในการตากอากาศเพื่อทำให้เกิดภาพจากที่นานถึง 8 ชั่วโมงเหลือเพียงแค่ครึ่งชั่วโมงเท่านั้น อีกทั้งหลุยส์ ดาแกรค้นพบว่าการที่จะทำให้ภาพถ่ายนั้นคงทนจะต้องแช่ภาพถ่ายนั้นไว้ในส่วนผสมที่เป็นเกลืออีกด้วย |
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
 |
|
 |
Michael Faraday |
|
ตัวอย่างคอลลอยด์อนุภาคนาโนของธาตุทองคำ
ขนาด 40 นาโนเมตร |
|
|
|
|
|
ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) เป็นผู้ที่ค้นพบคอลลอยด์ของโลหะเป็นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1856 ซึ่งคอลลอยด์นั้นเป็นอนุภาคเนื้อบริสุทธิ์ที่แขวนอยู่ภายในสารละลาย และคอลลอยด์ธาตุทองคำของฟาราเดย์นั้นมีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และทางแสงที่พิเศษ และเป็นที่รู้จักกันดีในสมัยนั้น แต่ในช่วงระยะเวลานั้นคำว่านาโนยังไม่ได้ถูกนำไปใช้เพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นจากการค้นพบของฟาราเดย์นี้ จนกระทั่งมาถึงปัจจุบันนี้ อนุภาคนาโนของธาตุทองคำนั้นก็ยังเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นอนุภาคนาโนที่น่าศึกษาค้นคว้าเป็นอย่างมาก เนื่องจากมันมีคุณสมบัติที่พิเศษหลายประการเลยทีเดียว |