รายงานข่าววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จาก วอชิงตัน เดือนพฤษภาคม 2553

ก้าวสำคัญต่อการพัฒนาแบตเตอรี่ขนาดเล็กและเบา

ทีมนักวิจัยจากสถาบัน MIT กำลังวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดใหม่ เรียกว่า lithium-air ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการสร้างแบตเตอรี่การจุพลังานไฟฟ้าที่สูงและมีน้ำหนักเบา แต่ปัญหาที่สำคัญที่ทางนักวิทยาศาสตร์พยายามหาทางแก้ไข คือการพัฒนาวัสดุ (ที่นำมาใช้เป็นขั้วไฟฟ้า) ให้สามารถเร่งปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าภายใน กลุ่มนักวิจัยได้ศึกษาขั้วไฟฟ้าที่ทำมาจากทองคำหรือแพลทินัม และประสิทธิภาพที่ทำจากคาร์บอน เป็นพื้นฐานที่จะพัฒนาวัสดุที่ใช้เป็นขั้วไฟฟ้า นักวิจัยจำเป็นต้องพัฒนาให้มีความสามารถในการเก็บพลังงานไฟฟ้าให้มากขึ้น เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนได้ไกลขึ้นรวมทั้งต้องทดสอบความปลอดภัยของแบตเตอรี่ด้วยขั้วไฟฟ้าของ lithium-air batteries ทำมาจากโลหะขั้วไวต่อปฏิกิริยา เมื่อโดนน้ำแม้ว่าจะมีปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อย ดังนั้นต้องพัฒนาใช้วัสดุที่เป็นgraphite หรือวัสดุที่มีความคงตัวมาแทน รวมทั้งการพัฒนาระบบความคงตัวของการเก็บพลังงานผ่านกระบวนการประจุไฟฟ้า และการปล่อยกระแสไฟฟ้า เพื่อการใช้ประโยชน์ในยานพาหนะหรือเครื่องมือทางอิเลกโทรนิกส์ นักวิทยาศาสตร์ต้องการทางแก้ไขและพัฒนา lithium-air betteries ต่อไป

แอนติบอดีจากไก่สามารถป้องกันไข้หวัดนกสายพันธุ H5N1
ทีมนักวิทยาศาสตร์โดยการนำของ Dr.Huan Huu Nguyen สถาบันวัคซีนนานาชาติ และนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์ป้องกันและควบคุมโรคระบาดแห่งชาติสหรัฐฯ ได้ทดสอบประสิทธิภาพของ antibodies ต่อการป้องกันไข้หวัดนกสายพันธุ์ H5N1 และ H1N1 ในหนูที่สกัดได้จากไข่แดงในไข่ไก่จะใช้ในการรักษาภาวะติดเชื้อในกระเพาะ อาหาร จากการทดลองได้แสดงให้เห็นว่า antibodiles หรือ โปรตีนต่อต้านไวรัสชนิด immunoglobulins Y (Igy) ที่พบในไข่แดงของไข่จากแม่ไก่ที่ได้รับวัคซีนป้องกันไข้หวัดนก และฉีดเข้าไปในหนูทดลองและปล่อยเชื้อ H5N1 และ H5N2  พบว่าหนูที่ได้รับ antibodies ไม่ได้รับการติดเชื้อแต่อย่างใดอกจากนี้ยังฉีด antibodies ให้กับหนูที่ติดเชื้อไข้หวัดนกอยู่ก่อนแล้ว ปรากฎว่าหนูที่ติดเชื้อมีระดับความรุนแรงของไข้หวัดนกลดลง และหายเป็นปกติในที่สุด ดังนั้น antibodies ชนิดนี้มีความปลอดภัย ราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพสามารถควบคุมการระบาดของไข้หวัดนกสายพันธุ์ H5N1 อีกทั้งพัฒนาการผลิต antbodies ที่สามารถรักษาไข้หวัดนกสายพันธุ์ H1N1 ผลงานวิจัยนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อมนุษยชาติ

เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับ "เนื้อวัว"
เนื้อวัวโดยทั่วไปจะทราบกันดีในภาษาอังกฤษว่า Beef แต่ยังมีคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อวัวอีก คือ Carf และ Veal ซึ่งทั้ง 3 คำศัพท์มีความหมายต่างกัน ดังนี้

• Beef : ใช้เรียกเนื้อวัวที่ได้จากวัวที่เจริญเติบโตเต็มที่ หรือมีอายุ 2 ปี ที่มีน้ำหนักมากกว่า 1,000 ปอนด์
• Carf หรือ Baby beef  คือ เนื้อวัวที่ถูกเลี้ยงด้วยน้ำนมและหญ้ามีไขมันน้อยกว่า Beef จะมีสีออกเหลือง เกิดจากวิตามิน A ที่ได้จากหญ้า
• Veal คือ เนื้อวัวที่ให้น้ำนมเป็นอาหาร มีอายุน้อยกว่า 3 เดือน จะมีสีชมพูอ่อนมีไขมันมากกว่า Beef

นอกจากนี้เนื้อวัวชนิดที่เรียกว่า Marbling เป็นเนื้อที่มีจุดสีขาวเองไขมันแทรกอยู่ในเนื้อจัดอยู่ในเกรดที่สูง เพราะว่าจะนุ่ม มีกลิ่นหอม และฉ่ำ

ประเภทเนื้อวัวที่เรานำมาประกอบอาหาร คือ

• ประเภท Chuck และ round ต้องใช้ความร้อนชื้นใส่น้ำมันหรือน้ำลงไปเล็กน้อย เพราะเป็นเนื้อที่มความอ่อนนุ่มน้อย
• ประเภท rib และ loin สามารถให้ความร้อนแบบ dry heot หรือ ปิ้ง ย่าง

วิธีการเก็บเนื้อวัวให้ถูกสุขลักษณะ

• เนื้อวัวสด : ต้องอยู่ในตู้เย็นอุณหภูมิ 40 องศาฟาเรนไฮซ์ และควรรับประทานภายใน 3-5 วัน ถ้าแช่แข็งเป็นเวลานาน ๆ ต้องนำเนื้อสัตว์ออกมาเปลี่ยนภาชนะใหม่ โดยการห่อพลาสติกหรือถุงสำหรับแช่แข็ง และควรนำมาประกอบอาหาร ภายใน 9-12 เดือน
• เนื้อวัวที่ได้รับการปรุงแล้ว : ควรรับประทานเนื้อวัวที่ปรุงแล้วให้หมดภายใน 2 ชั่วโมง ถ้าอากาศร้อนกว่า 90 องศาฟาเรนไฮซ์ หรือ แช่ในตู้เย็นอุณหภูมิ 40 ควรจะรับประทาน 3-4 วัน แต่เก็บในช่องเย็นได้นาน 4 เดือน

การณรงค์ลดปริมาณเกลือในอาหารของชาวอเมริกัน
ผู้เชี่ยวชาญด้านโภชนาการได้เรียกร้องให้ลดปริมาณเกลือในอาหาร เพื่อช่วยให้ผู้บริโภคมีสุขภาพที่ดีขึ้นและรับประทานอหารได้ปลอดภัย การรณรงค์นี้มีความสำคัญด้านสุขอนามัยอันดับแรกของประชาชนชาวอเมริกัน เพราะเกลือถูกจัดว่า เป็นศัตรูที่ร้ายกาจของโรคความดันโลหิตสูงเรื้อรัง ชาวอเมริกันร้อยละ 90 มีความดันโลหิตสูง การลดปริมาณเกลือในอาหารลงร้อยละ 35 ต่อวัน จะสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพอนามัยได้สูง และสามารถรักษาชีวิตชาวอเมริกันได้ปีละ 90,000 คน จากโรคหัวใจและอัมพาตที่เกิดจากความดันโลหิตสูง ดังนั้นอาศัยความร่วมมือจากหน่วยงานรัฐบาลเป็นผู้นำในการรณรงค์ลดปริมาณเกลือในอาหาร เพื่อให้บริษัทผู้ผลิตอาหารให้ความร่วมมือในการลดปริมาณเกลือในส่วนประกอบของอาหาร การเปลี่ยนแปลงนโยบายด้านอาหารนี้ เป็นสาเหตุว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์ นักโภชนาการ ออกมาผลักดันให้เกิดนโยบายนี้ขึ้น และได้เสนอข้อความรณรงค์ว่า "รสชาติอาหารไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าปริมาณเกลือลดลง"

การป้องกันโรคทางพันธุกรรมด้วยเทคนิคการถ่ายโอนดีเอ็นเอของเอ็มบริโอ
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคนิคที่ช่วยป้องกันผู้ป่วยที่เป็นโรคที่รักษาไม่หายซึ่งมีสาเหตุจากทางพันธุกรรมที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในดีเอ็นเอภายในไมโตคอนเตรีย การเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอภายใน Mitochondria จะทำให้เกิดโรคหลายชนิดต่อมนุษย์ เช่น โรคเบาหวาน หูหนวก โรคที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท โรคหัวใจและกล้ามเนื้อ เป็นต้น ดีเอ็นเอภายใน Mitochondria เป็นดีเอ็นเอที่ได้รับมาจากแม่เพียงอย่างเดียว ไม่สามารถรักษาให้หายได้ นักวิทยาศาสตร์จึงหาวิธีการป้องกันโรคดังกล่าว โดยพัฒนาเทคนิคการปลูกถ่ายดีเอ็นเอจากนิวเคลียสของตัวอ่อนมนุษย์ ไปยังตัวอ่อนที่มีดีเอ็นเอภายใน Mitochondria ปกติ โดยคัดเลือกตัวอ่อนที่มีอายุประมาณ 10-12 ชั่วโมง ภายหลังจากการผสมพันธุ์ และก่อนที่ดีเอ็นเอในนิวเคลียสจากทั้งในไข่และในอสุจิจะรวมตัวกัน เรียกว่าpronuclei นักวิทยาศาสตร์จะถ่าย Pronuclei จากตัวอ่อนหนึ่งไปยังอีกตัวอ่อนหนึ่งที่ไม่มีดีเอ็นเอภายในนิวเคลียส การทดลองได้พบว่า Mitochondria  DNA ไม่ได้ถูกถ่ายโอนไปกับ Pronclei เพราะ pronuclei มีขนาดใหญ่ ซึ่งการเคลื่อนย้ายดีเอ็นเอที่มีขนาดใหญ่จะทำได้ยาก และอาจจะลดประสิทธิภาพของเทคนิคใหม่นี้ได้ นอกจากนี้ตัวอ่อนจะถูกแช่แข็งเตรียมไว้เป็นแหล่งของตัวอ่อนสำหรับการถ่ายโอน nuclear DNA ของผู้ป่วยที่มี Mitochondria DNA ผิดปกตินี้ยังต้องพัฒนาให้มีความปลอดภัยก่อนที่จะนำมาใช้ทางการแพทย์ต่อไป


การพัฒนาแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ด้วย Plastic electronics
ทีมงานวิศวกรรมจากมหาวิทยาลัย Princeton ได้พัฒนาตัวนำไฟฟ้าแบบใหม่ที่สามารถลดต้นทุนในการผลิตแผงรับพลังงานแสงอาทิตยได้ชนะอุปสรรคทางเทคนิค โดยผลิตพลาสติกที่มีคุณสมบัติถึงโปรแกรมแสงดัดแปลงหรือตีเป็นได้ และสามารถเป็นตัวนำไฟฟ้า เพื่อนำมาใช้ทดแทน indium tin oxide (ITO) ซึ่งมีราคาสูงในปัจจุบัน

Yuen-Lin Loo ผู้นำกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่พัฒนา Solar panels กล่าวว่า "พลาสติกที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าหรือ Condnctive polymers ได้รับความสนใจมานาน แต่กระบวนการพัฒนาพลาสติกให้เป็นประโยชน์ต่อเทคโนโลยี Solar panels ยังไม่ประสบความสำเร็จ ทีมงาน Loo จึงพัฒนารูปลักษณ์ของพลาสติกให้มีโครงสร้างที่เสร็จและยืดหยุ่น ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้าง plastic transistor ที่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขั้วไฟฟ้า ตั้งแต่ 3 ขึ้นไป จึงทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำ และมีศักยภาพที่จะนำมาใช้ทดแทน ITO ใน Solar panels ได้

การผลิตน้ำมันจากพลาสติก
ปัญหาจากขยะพลาสติกได้เพิ่มมากขึ้นทุกปี แต่มีเทคโนโลยีที่สามารถนำขยะพลาสติกมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตน้ำมันและผลิตภัณฑ์ทางเคมีที่มีประโยชน์อื่น ๆ ทำให้ขยะพลาสติกกลายเป็นแหล่งวัตถุดิบใหม่ ด้านพลังงาน และสามารถแก้ไขปัญหาการบริหารจัดการขยะได้เป็นอย่างดี ปริมาณพลาสติก 1 ตัน จะสามารถผลิตเชื้อเพลิงได้ประมาณร้อยละ 70 พลาสติกชนิดต่าง ๆ หลังจากแยกสิ่งปนเปื้อนออกแล้ว จะถูกนำมาใส่ในถึงขนาดใหญ่ เพื่อหลอมพลาสติกภายใต้ความร้อนและความดันที่กำหนดของเหลวในรูปของ polymer ผสมในสภาวะที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการแยกโมเลกุลพลาสติก โดยให้ความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 650-800 องค์ฟาเรนไฮซ์ ภายใต้สภาวะสูญญากาศ หลังจากกระบวนการนี้โมเลกุลพลาสติกจะถูกแยกออกจากทันจะได้พลาสติกในรูปของเหลวเข้มข้น และได้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น ก๊าซโซลีน ดีเซล และน้ำมันดิบ ก๊าซที่เกิดจากการให้ความร้อนแก่โพลีเมอร์ของพลาสติก และกลั่นตัวลงมาเป็นเชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ รวมถึงผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่สามารถนำไปขายต่อหรือนำไปทำให้บริสุทธิ์ต่อไป เทคโนโลยีนี้จะเป็นทางเลือกหนึ่งของแหล่งพลังงาน และช่วยขจัดปัญหาขยะจากพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเปลี่ยนสิ่งที่ไม่มีมูลค่ามาเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่า และมีประโยชน์มหาศาลต่อเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม

คอมพิวเตอร์ฉลาดขึ้นด้วย Nanowires
ปัจจุบันได้พัฒนา semiconductors ที่ทำจาก silican ช่วยให้ transistors มีขนาดเล็กลง ในเรื่องนี้ Eric Stach วิศวกรจาก Pardue University กล่าวว่า transistors ชนิดนี้จะถึงข้อจำกัดในอีก 5-10 ปีข้างหน้า และจะถูกแทนที่ด้วย nonowire transistors และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Purdue ร่วมกับวิศวกรจาก IBM และ UCLA กำลังพัฒนา transistors ชนิดใหม่นี้ โดยทำมาจาก silicon และ germanium nonowires ซึ่งมีขนาดเล็กระดับอะตอม วางเรียงตัวในแนวตั้งแทนแนวนอนที่เป็นการเรียงตัว แบบดั้งเดิมข่วยเพิ่มจำนวน nanowire tranisstors ขนแผงวงจรได้มากขึ้น ทำให้มีประสิทธิภาพ การนำกระแสไฟฟ้าของ trausistor สูงขึ้น แต่ transistors ยิ่งมีขนาดเล็กลงมากเท่าใดจะพบปัญหาทางเทคนิคเพิ่มขึ้น โดยผลกระทบด้านประสิทธิภาพการแสดงผลของ microchip ที่จะลดลง ปัญหานี้นักวิทยาศาสตร์ได้หาทางแก้ไข โดยตรวจวัดประสิทธิภาพการแสดงออกของ transistors ขนาดเล็กระดับอะตอมหลายล้านชิ้นที่จะบรรจุใน compuer chip ด้วย เครื่องมือที่เรียกว่า simulation tools เครื่องมือนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดวางตำแหน่งของ nanotransistors หลายล้านชิ้นในตำแหน่งที่เหมาะสม transistors จะสามารถแสดงประสิทธิภาพได้สูงสุด ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนา transistors ให้มีขนาดเล็กลงได้อีก นอกจากพัฒนา transistors แล้ว การออกแบบและปรับปรุงการทำงานของ microchip เป็นสิ่งสำคัญ เช่นเดียวกันต่อการพัฒนาประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์ในอนาคต

ติดตามอ่านฉบับเต็มได้ที่ : http://www.nstda.or.th/index.php/nstda-doc-archives/doc_download/238—-52553

บทความนี้มีประโยชน์มากน้อยเพียงใด: / 2
น้อยมากที่สุด