แปลและเรียบเรียง โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

ภาพจาก https://www.todayonline.com/singapore/cutting-edge-tech-new-material-repairs-itself-when-scratched-slashed

ทีมวิจัยจาก National University of Singapore (NUS) พัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ (electronic skin) ที่มีลักษณะโปร่งใสคล้ายผิวหนังของแมงกะพรุน ซ่อมแซมตัวเองได้ นำไฟฟ้า ยืดหยุ่นได้ และกันน้ำ สามารถประยุกต์ใช้งานได้ตั้งแต่หน้าจอสัมผัสกันน้ำ กายอุปกรณ์ และซอฟต์โรบอต

ทีมวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมจาก NUS พัฒนาผิวอิเล็กทรอนิกส์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้ทั้งในสภาวะเปียกและแห้ง

ภาพจาก: https://indianexpress.com/article/technology/science/water-resistant-electronic-skin-with-self-healing-abilities-created-5634365/

เครดิต: National University of Singapore (NUS)

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. เบนจามิน ที (Benjamin Tee) จาก NUS นักวิจัยที่มีประสบการณ์ด้านการพัฒนาผิวอิเล็กทรอนิกส์ และเคยอยู่ในทีมบุกเบิกเซ็นเซอร์ผิวอิเล็กทรอนิกส์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้ เล่าถึงข้อด้อยที่พบในวัสดุซ่อมแซมตัวเองได้ในปัจจุบันคือ ไม่โปร่งใส และทำงานได้ไม่ดีนักในสภาวะที่มีความชื้น ทำให้มีข้อจำกัดในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ เช่น จอสัมผัส ซึ่งปกติมักใช้งานในสภาวะที่มีความชื้น

ทีมวิจัยพบว่าแมงกะพรุนมีสมบัติตรงตามที่พวกเขาต้องการ จึงเกิดแรงบันดาลใจในการพัฒนาวัสดุที่ซ่อมแซมตัวเองได้ในเวอร์ชันแบบโปร่งใสและกันน้ำ พวกเขาพัฒนาเจลที่ประกอบด้วยฟลูออโรคาร์บอนเบสโพลิเมอร์ (fluorocarbon-based polymer) ในของเหลวไอออนิกที่มีฟลูออรีนไอออนจำนวนมาก โดยโครงสร้างตาข่ายของโพลิเมอร์จะเกิดอันตรกิริยากับของเหลวไอออนิกด้วยแรงไอออน-ขั้วคู่ (ion-dipole interactions) แบบผันกลับได้ ทำให้เกิดการซ่อมแซมตัวเองได้ตรงที่ถูกตัดหรือฉีกขาด

นอกจากสมบัติซ่อมแซมตัวเองได้แล้ว เจลยังสามารถยืดขยายได้ยาวกว่าเดิมถึง 20 เท่า อีกทั้งยังคงรูปร่างเดิมแม้อยู่ในสภาวะที่เปียกและแห้ง ในขณะที่วัสดุนำไฟฟ้าที่ยืดหยุ่นได้ส่วนใหญ่ (รวมถึงไฮโดรเจล) มักบวมเมื่ออยู่ในน้ำ หรือแห้งผากเมื่ออยู่ในอากาศนานๆ วัสดุนี้ทำงานได้ดีในน้ำทะเล หรือแม้แต่ในสภาวะแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง รวมถึงสามารถพิมพ์ 3 มิติเป็นบอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบใสสำหรับใช้ในซอฟต์โรบอตเพื่อการสำรวจไปจนถึงการเก็บตัวอย่างทางชีวภาพใต้ท้องทะเล ใช้ในเซ็นเซอร์ตรวจวัดความดัน และเซ็นเซอร์สัมผัสที่เลียนแบบเนื้อเยื่อชีวภาพเพื่อใช้ในกายอุปกรณ์ เป็นต้น

ทีมวิจัยคาดว่าจะสามารถผลักดันวัสดุนี้ไปสู่เชิงพาณิชย์ได้ภายใน 5 ปี และหวังว่าวัสดุฉลาดนี้จะช่วยให้โลกอนาคตมีปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์ลดลง เนื่องจากใช้วัสดุสามารถซ่อมแซมตัวเองได้เมื่อเกิดความเสียหายนั่นเอง

สนใจอ่านข้อมูลเพิ่มเติมที่

  • https://www.createdigital.org.au/jellyfish-inspire-waterproof-electronic-skin-touch-screens-soft-robots/
  • https://www.todayonline.com/singapore/cutting-edge-tech-new-material-repairs-itself-when-scratched-slashed
  • https://indianexpress.com/article/technology/science/water-resistant-electronic-skin-with-self-healing-abilities-created-5634365/
Scroll Up