แปลและเรียบเรียง โดย มาริสา คุณธนวงศ์


 

วัสดุที่มีน้ำหนักเบา สามารถใช้งานได้หลากหลายประเภท ทั้งยังแข็งแรงและโค้งงอได้เหมาะกับการนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์งอได้ (flexible electronics)อาทิเช่น แท็บเล็ตที่พับงอได้ เซนเซอร์ที่ติดกับเสื้อผ้าหรือผลิตภัณฑ์ที่สวมใส่ได้ ฯลฯ

‘แอโรเจล’เป็นตัวเลือกที่ดีเหมาะกับการนำไปในใช้งานเหล่านี้ แต่จนกระทั่งขณะนี้ การพัฒนาให้แอโรเจลมีทั้งความแข็งแรงและยืดหยุ่น โค้งงอได้นั้นยังคงทำได้ยาก อย่างไรก็ตามนักวิจัยต่างก็พยายามคิดค้นหาหนทาง จนในที่สุด Baiและทีมเกิดแรงบันดาลใจจากโครงสร้างของลำต้นคล้าน้ำช่อตั้งหรือ พุทธรักษาน้ำ (powdery alligator-flag : Thalia dealbata) ที่มีพร้อมทั้งความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ทำให้มันโอนเอนเพื่อทนต่อแรงลมได้

ทีมจึงศึกษาและวิจัยโครงสร้างของลำต้นคล้าน้ำช่อตั้งจนสามารถสังเคราะห์แอโรเจลชนิดใหม่ที่เลียนแบบได้ทั้งความแข็งแรงและยืดหยุ่น โดยทีมอาศัยเทคนิค bidirectional freezing technique ที่เคยพัฒนามาจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ มาใช้ในกระบวนการ fabrication จนได้แอโรเจลที่มีกราฟีนอยู่ในโครงสร้าง (graphene-based aerogel)

จากนั้นทีมนำแอโรเจลที่สังเคราะห์ได้มาทดสอบ และพบว่ามันสามารถรับแรงได้ถึงหกพันเท่าของน้ำหนักตัวเอง และยังคงความแข็งแรงหลังจากที่ได้รับแรงกดอัดในปริมาณที่สูง รวมทั้งยังคงโค้งงอได้อีกด้วย

นอกจากนี้แล้ว ทีมได้ทดลองนำแอโรเจลดังกล่าวใส่ในวงจรที่มี LED ซึ่งทีมพบว่ามันทำงานเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์ที่พับงอได้อย่างมีศักยภาพ ทีมกล่าวว่าการศึกษาในครั้งนี้ช่วยให้พวกเขาพัฒนาวัสดุประเภทอื่นๆต่อไปได้ในอนาคต

สนใจอ่านเพิ่มเติมได้ที่ :
https://phys.org/news/2017-06-flexible-electronics.html

งานวิจัยฉบับเต็ม: “Biomimetic Architectured Graphene Aerogel with Exceptional Strength and Resilience” ACS Nano (2017). pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b01815

Scroll Up