ฤามือถือ Nokia ในอนาคตจะทำมาจากกราฟีน

ข่าววันที่ 4 กุมภาพันธ์ 2556

ข่าวล่าสุดรายงานว่า Nokia ได้รับเงินอุดหนุนมูลค่ากว่า 1.35 พันล้านเหรียญสหรัฐจากสหภาพยุโรป

flickr:8467638563

A model of a sheet of graphene (Credit: Swedish Academy of Sciences)

:: ข่าวล่าสุดรายงานว่า Nokia ได้รับเงินอุดหนุนมูลค่ากว่า 1.35 พันล้านเหรียญสหรัฐจากสหภาพยุโรปเพื่อใช้ในคิดค้นการนำกราฟีนมาใช้ประโยชน์ในชีวิตจริงโดยโครงการนี้จะกินเวลายาวนานถึง 10 ปี
:: กราฟีนคือวัสดุที่มีความหนาในระดับอะตอมแต่กลับมีความทนทานกว่าเหล็กถึง 300 เท่า นอกจากนั้นยังมีคุณลักษณะโปร่งแสง สามารถโค้งงอได้และสามารถนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดงจึงทำให้สามารถนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เป็นอย่างดี
::Nokia เป็นสมาชิกของ Graphene Flagship Consortium ซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยงานด้านอุตสาหกรรมและการศึกษาที่เกี่ยวข้องกว่า 74 หน่วยงานทั้งนี้ Henry Tirri ซีทีโอของ Nokia ได้ให้สัมภาษณ์ว่าทางบริษัทได้วิจัยกราฟีนมากว่า 7 ปีและในตอนนี้ก็สามารถระบุลงไปได้บ้างแล้วว่าพื้นที่ใดบ้างที่จะสามารถนำวัสดุนี้มาใช้ประโยชน์
::ขณะเดียวกัน Jani Kivioja หัวหน้าฝ่ายวิจัยที่ Nokia ก็มั่นใจว่าเทคโนโลยีนี้จะสามารถสร้างผลกระทบให้กับกระบวนการผลิตในระดับที่เหล็กกับซิลิคอนสามารถทำได้มาแล้วและตอนนี้เรากำลังเข้าสู่ยุคปฏิวัติกราฟีน
::ไม่แน่เราอาจได้เห็นมือถือ Nokia สุดอึดที่ทำมาจากวัสดุนี้ในอนาคตก็ได้


“กราฟีน (Graphene)” คืออะไร

ใครจะเชื่อว่าการศึกษาแร่ธรรมดาๆที่ใช้ทำไส้ดินสอจะนำไปสู่การค้นพบอันยิ่งใหญ่จนได้รับรางวัลโนเบล แร่ที่ว่านี้คือแกรไฟต์ หรือ กราไฟต์ (graphite) ซึ่งเป็นที่รู้จักและใช้ขีดเขียนกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ จนเป็นที่มาของชื่อ กราไฟต์ (graph = เขียน, graphite = เพื่อเขียน) แม้แต่ในภาษาไทยยังเรียกว่าแร่ดินสอดำคาร์บอน ธาตุธรรมดาที่ไม่ธรรมดาแร่กราไฟต์เกิดจากธาตุคาร์บอนบริสุทธิเช่นเดียวกับเพชรเพียงแต่มีการจัดเรียงอะตอมที่แตกต่างกัน

กราฟีน (Graphene)คือ วัสดุที่มีโครงสร้างอันเกิดจากการจัดเรียงกันของคาร์บอนอะตอมแบบวงหกเหลี่ยม

flickr:8468735996

(Hexagonal configuration) ในแนวระนาบ 2 มิติ หลายๆวงต่อกันคล้ายกับตาข่ายกรงไข่เกิดเป็นแผ่นกราฟีนขนาดนาโนปัจจุบันได้มีการนำกราฟีนมาใช้ประโยชน์กันอย่างกว้างขวางเพราะความสามารถทางการนำไฟฟ้าซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าหลอดคาร์บอนนาโนแบบวงเดี่ยวมากกว่าสองเท่าดังนั้นจึงมีการนำกราฟีนมาประยุกต์ใช้กับงานทางด้านอิเล้กทรอนิกส์หลายด้าน เช่นทรานซิสเตอร์ (transistor) อุปกรณ์บันทึกความจำ (memory device) เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell) และ เซ็นเซอร์ทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical sensor) เป็นต้น

ทฤษฎีเกี่ยวกับกราฟีนเริ่มขึ้นเมื่อปี 1947 แต่เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ในขณะนั้นเชื่อว่าการสร้างวัสดุให้มีความหนาเพียงอะตอมเดียวเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้เพราะคาดการณ์กันว่าอะตอมจะสั่นในแนวขึ้น-ลง ทำให้โครงสร้างของวัสดุไม่เสถียรจนอาจทำให้อะตอมทั้งหมดระเหยเป็นไอ แต่เมื่อปี 2004 อาจารย์และศิษย์ชาวรัสเซีย อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และคอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) 2 นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (University of Manchester)ประเทศอังกฤษได้พิสูจน์ว่าความเชื่อนี้ผิดหลังจากสามารถสร้างกราไฟต์ที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียวได้สำเร็จและวัสดุนี้มีความเสถียรอย่างมาก เรียกวัสดุนี้ว่า "กราฟีน (graphene)" การค้นพบนี้ทำให้ไกม์และโนโวเซลอฟได้รางวัลโนเบลปี 2010

flickr:8468734998

Andre Geimand and Konstantin Novoselov

Introducing Graphene on YouTube by Cambridge University

กราฟีนมีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลากหลายซึ่งเหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน กราฟีนเป็นวัสดุที่บางที่สุด

flickr:8468834122

มีความหนาเพียงอะตอมเดียวแสงสามารถส่องผ่านได้ เป็นวัสดุชนิดแรกที่มีเพียง 2 มิติ (กว้าง x ยาว) อย่างแท้จริงนอกจากนี้การจัดเรียงตัวของอะตอมคาร์บอนอย่างเป็นระเบียบทำให้เป็นวัสดุที่แข็งที่สุดด้วยกราฟีนแข็งกว่าหล็กประมาณ 5 เท่า แต่แม้จะแข็ง (ฉีกขาดได้ยาก) แต่แผ่นกราฟีนกลับสามารถบิดงอ ม้วน หรือพับได้อย่างง่ายดายโดยไม่ทำให้โมเลกุลเสียหายกราฟีนนำความร้อน และนำไฟฟ้าได้อย่างดีเยี่ยมเพราะในโครงสร้างของกราฟีนแทบจะไม่มีตำหนิเลยเมื่อกระแสอิเล็กตรอนไหลผ่านจึงไม่กระจัดกระจายความต้านทานไฟฟ้าจึงต่ำมาก

กราฟีนสามารถปรับแต่งได้อย่างหลากหลายโดยการเติมสารเคมี หรือโดยการใช้สนามไฟฟ้า ซึ่งทำให้กราฟีนเป็นวัสดุที่น่าสนใจมากสำหรับการใช้ไฟฟ้าความถี่สูง กราฟีนสามารถใช้เป็นตัวนำโปร่งแสงที่ใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น หน้าจอแบบสัมผัส (touch screen) light panel เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซ (gas sensor) และเซลล์แสงอาทิตย์ (solar cells) ซึ่งสามารถใช้แทนที่การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้อินเดียมทินออกไซด์ (Indium - Tin - Oxide : ITO) ที่เป็นวัสดุราคาแพงได้ นอกจากนี้จากปรากฏการณ์ควอนตัมฮอลล์ (quantum Hall effect) ในกราฟีนยังอาจจะนำไปสู่มาตรฐานความต้านทานที่ถูกต้องมากยิ่งขึ้นในการชั่งตวงวัด (metrology) และการคิดค้นวัสดุผสมชนิดใหม่โดยใช้กราฟีนที่มีความแข็งมากและน้ำหนักเบาเพื่อใช้ผลิตดาวเทียมและวัสดุการบินต่อไปในอนาคต

flickr:8467653591

ภาพจาก Future Applications of Graphene http://www.youtube.com/watch?v=-YbS-YyvCl4
(Credit: Vryus(c) http://vryus.net SKKU graphene research laboratory http://chem.skku.edu/graphene)

บทวิเคราะห์ข่าว

กราฟีน คือ วัสดุแห่งอนาคต ถ้ามนุษย์สามารถทำให้วัสดุตัวนี้ไปใช้ได้จริง ก็จะสร้างประโยชน์ให้โลกใบนี้อย่างมหาศาล จินตนาการและความเพ้อฝันที่เราเห็นกันในภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ ก็คงจะเป็นจริงขึ้นมาได้ การที่ Nokia ได้รับงบประมาณ 1.35 พันล้านเหรียญจาก EU เพื่อวิจัยและพัฒนาวัสดุมหัศจรรย์อย่างกราฟีนเป็นเวลาจากนี้ 10 ปีนั้น ถือเป็นโอกาสในการพัฒนาและกลับเข้ามาเป็นผู้นำตลาดโทรศัพท์มือถือ หรือ Smartphone ได้อีกครั้งซึ่งจริงๆ แล้ว Nokiaได้เริ่มศึกษาเกี่ยวกับการฟีนมาตั้งแต่ปี 2006เพื่อหาความเป็นไปได้ในการนำกราฟีนมาใช้ในอุตสาหกรรมอิเลคทรอนิคส์ ซึ่งถ้าหาก Nokia ทำสำเร็จ Smartphone ในอนาคตจะมีน้ำหนักเบาขึ้น ทนทานมากขึ้นและลดปัญหาความร้อนสูงจากการทำงาน

flickr:8467666531

Left: tablet mode; middle: phone mode; right: wearable mode (Source: Nokia)

หลายท่านอาจจะเคยได้ยินชื่อ Nokia Morph มาบ้างแล้ว ในปี 2008 Nokia Morph, a Nano technology concept phoneคอนเซ็ปต์โฟนในอนาคต ซึ่ง Nokia Research Center ได้ร่วมกับ University of Cambridge's Nanoscience Centreสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์แห่งอนาคตนี้ขึ้นมา ซึ่งแนวความคิดของ Conceptphone ที่ว่านี้ก็คือ การใช้วัสดุยืดหยุ่นได้สามารถปรับเปลี่ยนรูปทรงให้เข้ากับรูปร่างของผู้ใช้หรือจะเปลี่ยนสีลวดลายได้ตามใจชอบ มันจึงเป็นทั้งเครื่องประดับและโทรศัพท์ในตัวโดยใช้เทคโนโลยีนาโน ปกป้องตัวเครื่องจากฝุ่นละออง และของเหลวมีการติดเซนเซอร์ช่วยตรวจจับสารเคมีหรือเชื้อโรคที่คุณไม่อยากเอามันเข้ามาไว้ในร่างกาย โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ควบคุมการทำงานด้วยระบบสัมผัสที่มีฟังก์ชั่นหลากหลายตอบสนองการใช้ชีวิตของคนในอนาคตได้มากยิ่งขึ้น และแนวคิดนี้กำลังจะเป็นจริงได้ ด้วยการใช้วัสดุมหัศจรรย์อย่างการฟีน ที่ Nokia ได้การสนับสนุนให้วิจัยอยู่ในขณะนี้

SWOT Analysis

Strengths
- การเข้าร่วมวิจัยพัฒนาการฟีน นาโนเทคโนโลยีกับมหาวิทยาลัยชั้นนำต่างๆในยุโรป และได้รับงบสนับสนุนจาก EU นั้น คือจุดแข็งของ Nokia ในขณะนี้ และการฟีน คือ วัสดุแห่งความหวัง ถ้า Nokia ประสบความสำเร็จในการพัฒนา ก็จะสามารถนำประโยชน์ของกราฟินมาประยุกต์ใช้กับงานทางด้านอิเล็กทรอนิกส์หลายด้าน และเป็นการปฎิวัติวงการเทคโนโลยีที่มีอยู่ทั้งหมด
Weaknesses
- ช่วงหลายปีที่ผ่านมา เราจะเห็นได้ว่า Nokia มีการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงช้า ซึ่งถ้าเทียบกับคู่แข่งอย่าง Sumsung หรือ Apple ที่มีการพัฒนา Smartphone จนสามารถครองตลาดส่วนใหญ่ได้การพัฒนาวัสดุแห่งอนาคต การฟีน ก็ยังมีข้อจำกัดอีกหลายอย่างและอาจจะต้องใช้เวลาอีกหลายปีในการนำมาใช้จริง ซึ่ง Nokia จะต้องไม่มุ่งไปที่ตัวการฟีนอย่างเดียวเท่านั้น จะต้องพัฒนาเทคโนโลยีของตนเองไปด้วยระหว่างนี้ เพราะคู่แข่งแต่ละรายนั้นก็ไม่ได้หยุดพัฒนาเช่นเดียวกัน
Opportunities
- โนเกียมีโอกาสที่จะขยายธุรกิจของตนเองจากการที่ได้รับเงินสนับสนุนการวิจัยนี้และถ้าทำให้ Nokia Concept Morph ใช้งานได้จริง ในอนาคต Nokia อาจจะกลับเข้ามาเป็นจ้าวตลาดเทคโนโลยีการสื่อสารเหมือนเมื่อในอดีตได้อีกครั้งหนึ่ง และด้วยบริษัทมีความหลากหลายในผลิตภัณฑ์ ทั้งราคา คุณสมบัติ จึงเข้าถึงลูกค้าได้ทุกเพศทุกวัย โอกาสของ Nokia ยังคงมีอยู่อย่างแน่นอนในอนาคต
Threats
- การแข่งขันที่รุนแรงในตลาดเทคโนโลยีการสื่อสารแห่งอนาคต ทุกๆแบรนด์จะพยายามพัฒนาเพิ่มขีดความสามารถของผลิตภัณฑ์ของตนเองให้ได้ ซึ่ง Nokia ก็ไม่ใช่รายเดียวที่กำลังศึกษาวิจัยกราฟีนอยู่ในขณะนี้ คู่แข่งที่สำคัญ เช่น Sumsung ได้ออกแนวความคิด โทรศัพท์แห่งอนาคตที่บางและยืดหยุ่นถึงขั้นที่สามารถจะพับงอได้แล้ว โดยจะใช้วัสดุอย่างกราฟีน และมาพร้อมความสามารถที่หลากหลายเช่นกัน

ปุณฑริกา ปัญญาวศิน
ID: 5510221041

ที่มาของข่าว
http://technology.impaqmsn.com/article.aspx?path=spec&rid=0&id=17970(วันที่ 4 กุมภาพันธ์ 2556)
แหล่งอ้างอิง
http://www.technolomo.com/2013/02/02/nokia-research-graphene/
http://www.vcharkarn.com/varticle/41610
http://www.nstda.or.th/prs/index.php/graphene
http://www.nanowerk.com/news/newsid=21226.php
http://techstyles.com.au/nokia-graphene-morph-concept/mobile-phone/

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License